מיקום כירורגי של קטטרים לטווח ארוך בדיקת תרגיל לב וכלי דם ב חזירים
Summary
Here we present a protocol to assess cardiopulmonary function in awake swine, at rest and during graded treadmill exercise. Chronic instrumentation allows for repeated hemodynamic measurements uninfluenced by cardiodepressive anesthetic agents.
Abstract
פרוטוקול זה מתאר את ההליך כירורגי כדי חזירי מכשיר כרוניים ההליך לממש חזירים על הליכון מונע במנוע. תפקוד לב-ריאה מוקדם קשה לאבחן, במיוחד במודלים של בעלי חיים, כמו פונקצית לב-ריאה לעתים קרובות נמדדת פולשני, בהרדמה. כסוכני הרדמה רבים הם cardiodepressive, שינויים קלים בתפקוד לב וכלי דם עשויים להיות רעול פנים. לעומת זאת, מכשור כרוני מאפשר למדידת תפקוד לב-ריאה במדינה הערה, כך מדידות ניתן להשיג בתנאי מנוחה שקטים, ללא תופעות של הרדמת טראומה כירורגית חריפה. יתר על כן, כאשר חיות מאומנות כראוי, מדידות ניתן להשיג במהלך פעילות גופנית על הליכון מדורג.
בדיקות זרימה ממוקמות סביב האאורטה או בעורק הריאה למדידת תפוקת הלב ומסביב הקדמי העורק הכלילי השמאלי היורד למדידת קורוןזרימת דם האר"י. צנתרים מלאות נוזל מושתלים אבי העורקים, עורק הריאה, אטריום שמאל, החדר השמאלי ואת החדר הימני למדידת לחץ ובדיקות דם. בנוסף, קטטר 20 G ממוקם בתוך וריד interventricular הקדמי כדי לאפשר דגימת דם ורידים כלילית.
אחרי שבוע של התאוששות, חזירים מונחים על הליכון מונע במנוע, את הצנתרים מחוברים מטרים לחץ וזרימה, וחזירים חשופים פרוטוקול תרגיל המתקדם חמישה שלבים, כאשר בכל השלב שנמשך 3 דקות. אותות המודינמי נרשמים ברציפויות דגימות דם נלקחות במהלך 30 השניות האחרונות של כל שלב מימוש.
היתרון העיקרי של לימוד חיות מאובזרות כרוני הוא שהיא מאפשר הערכת סדרה של תפקוד לב-ריאה, לא רק במנוחה, אלא גם במהלך מאמץ פיזי כמו התעמלות. יתר על כן, פונקצית לב-ריאה ניתן להעריך שוב ושוב במהלך התפתחות מחלהnd במהלך טיפול כרוני, ובכך להגדיל כוח סטטיסטי ולכן להגביל את מספר בעלי החיים הדרושים למחקר.
Introduction
פונקצית לב-ריאה נאותה חיונית כדי לספק את הגוף עם חמצן וחומרים מזינים, במיוחד במהלך תנאי ביקוש מטבולית מוגבר כגון במהלך תרגיל 1. התגובה לב-ריאה לתרגיל מאופיין במספר עיבודים בתפקוד הלב, כלומר., עלייה בקצב הלב, נפח contractility ושבץ, ותפקוד כלי הדם, כלומר, התרחבות בערוגות וסקולרית באספקת לשרירים כמו גם ב ריאתי כלי דם, ועל vasoconstriction בערוגות וסקולרית לספק את מערכת עיכול וכן 1 שרירים פעילים. יכולת הגופנית פגומה היא סימן היכר מוקדם של תפקוד לב-ריאה, ובדיקה גופנית לב-ריאה משמשת כשיטה יעילה להתוות בין תפקוד לקוי של לב, תפקוד כלי דם ו / או תפקוד לקוי ריאתי בחולים עם קיבולת 2 תרגיל פגום. תפקוד לב-ריאה מוקדם דifficult לאבחן, במיוחד במודלים של בעלי חיים, כמו פונקצית לב-ריאה לעתים קרובות נמדדת פולשני, בהרדמה, בחומרי הרדמה רבים בעלי תכונות cardiodepressive 3.
מכשור כרוני מאפשר למדידת תפקוד לב-ריאה במדינה הערה, וכאשר החיות מותאמות באופן מלא את מידות בתנאי המעבדה ניתן להשיג בתנאי מנוחה שקטים ללא תופעות של הרדמת טראומה כירורגית חריפה. יתר על כן, כאשר חיות מאומנים כראוי, מדידות ניתן להשיג במהלך פעילות גופנית על הליכון מדורגת 4,5. באופן ספציפי יותר, עזב ותפקוד החדר הימני ניתן להעריך הקשורים זלוף שריר הלב, בעוד הסדרת הטון וזומוטוריים ב בזרימת הדם הכליליים, מערכתיות ריאתי ניתן לקבוע. שימוש צנתרים מלאים נוזלות מאפשר מדידה לחץ, כמו גם דגימות דם שנטל ללא הטלת מודעהמתח ditional על החיות. יתרון נוסף של לימוד חיות מאובזרות כרוני הוא בדיקת מאמץ לב-ריאה ניתן לחזור המאפשרות שימוש של חית כשליטה משלה, או במהלך התפתחות מחלה או במהלך טיפול כרוני, ובכך להגדיל כוח סטטיסטי ולכן להגביל את מספר בעלי החיים הנדרשים מחקר .
האנטומיה לב-ריאה של חזירים דומה לזו של בני אדם ולא מן הנמנע לגרום צורות שונות של מחל לב-ריאה, כגון סוכרת 6, אוטם שריר לב 7, יתר לחץ דם ריאתי 8,9 ואי ספיקת לב הנגרמת צעדה 10,11. יתר על כן, את הגודל של חזירים מאפשר מכשור כרוני, ובדיקות דם חוזרות ונשנות של כמות מספקת כדי לנתח לא רק גזים בדם, אלא גם לבצע מדידות neurohumoral ו / או לחפש סמנים של מחלה.
פרוטוקול זה מתאר את הניתוח משמש chronicalחזירי מכשיר ly וכן הפרוטוקול למימוש החזירים על הליכון ממונע.
Protocol
Representative Results
Discussion
המחקר הנוכחי מתאר את הניתוח עבור מכשור chronical של חזירים וכן הפרוטוקול למימוש חזירים המאובזרת על הליכון מונע במנוע תוך מדידה ופרמטרים המודינמיים ולקיחת דגימות דם למדידת תכולת חמצן העורקי, ורידים מעורבים ודם ורידים כלילית.
צעדים ק?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי קרן הלב הולנד מענק 2000T038 (אל DJ Duncker) מענק 2000T042 (ד Merkus), FP7-בריאות-2010 הנציבות האירופית מענק MEDIA-261,409 (אל DJ Duncker וד Merkus), יוזמת מחקר לב וכלי דם הולנד: קרן הלב ההולנדית, הפדרציה הולנדית עבור מרכזים רפואיים האוניברסיטה, ארגון הולנד למחקר בריאות ופיתוח והאקדמיה המלכותית ההולנדית למדעים CVON- ARENA CVON 2011-11 (אל DJ Duncker), CVON-פדרה CVON2012-08 (ד Merkus) ו CVON-חבר מחדש CVON 2014-11 (אל DJ Duncker וד Merkus), סופיה קרן (ד דה Wijs-Meijler, ד Merkus ו IKM רייס).
Materials
| 3-way stopcocks | B. Braun | 16496 | |
| Perfusor lines PVC (DEHP-free) 150cm/2.6ml | B. Braun | 8722960 | Used for fluid filled catheters |
| “python “ silicontubing | Rubber BV | 1757 ID 1mm, OD 2mm | Used for fluid filled catheters |
| Sodium Chloride 0.9% | Baxter | TKF7124 | |
| Glucose 10% | Baxter | WE0163 | |
| Suction device | |||
| Slim-Line electrosurgical pencil with 2 buttons | ERBE ELEKTROMEDIZIN GMBH | 20190-066 | |
| Servo Ventilator SV900C | Siemens-Elema AB | ||
| Laryngoscoop | Vererinary Technics Int. | 11.02.47 | |
| Sterile surgical gloves | |||
| tie-on surgical mask | 3M | 1818FS | |
| surgical hat | Klinidrape | 621301 | |
| Procedure pack | Molnlycke Health Care | 97027809 | Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc |
| Droptears | Alcon | 288-28282-01 | |
| Betadine scrub 75mg/ml Povidone-iodine | Meda Pharma BV | RVG08939 | |
| Betadine solution 100mg/ml Povidone-iodine | Meda Pharma BV | RVG01331 | |
| Cuffed Endotracheal tube | Emdamed | size depends on animal size | |
| Breathing filter Hyrdo therm 3HME | Intersurgical | 1560000 | |
| Laryngoscope Handle+ Miller blade size 4 | Kawe Germany | ||
| Manual resuscitator- Combibag | Weinmann | 6515-12-313-5596 | |
| Perivascular flow probe 3PS | Transonic | For coronary artery; Size 2.5-4 mm depending on animal size | |
| Confidence flow probe | Transonic | For aorta/pulmonary artery, 16-20 mm; size depends on animal size | |
| Venflon-Venisystem 20Gx 32 mm | BD | 393224 | For coronary venous catheter |
| Blunt Needle 18G | For coronary venous catheter | ||
| Tygon Tubing | Rubber BV | 2802 ID 0.8mm (1/32’’), OD 2.4mm (3/32’’) | For coronary venous catheter |
| Suction Handle 17 cm 6 6/8 " Coupland 18/8 martinit with tube connector | KLS Martin Group | 18-575-24 | |
| Scalple blade | |||
| Scalpel Handle 13.5 cm 5 3/8 " Stainless Steel solid | KLS Martin Group | 10-100-04 | |
| Vascular Forceps 20.2 cm 8 " De Bakey Stainless Stee | KLS Martin Group | 24-388-20 | ± 14 cm |
| Dressing Forceps 17 cm 6 6/8 " Cushing Stainless Steel | KLS Martin Group | 12-189-17 | ± 18 cm |
| halsted-musquito straight 12.5cm – 5" | Rudolf Medical | RU-3100-13 | ± 12 cm |
| halsted-musquito curved 12.5cm – 5" | Rudolf Medical | RU-3101-12 | ± 12 cm |
| Dissecting and Ligature Forceps 13 cm 5 1/8 " Gemini Stainless Steel | KLS Martin Group | 13-451-13 | ± 12 cm |
| Dissecting and Ligature Forceps 18.5 cm 7 2/8 " Schnidt Stainless Steel | KLS Martin Group | 13-363-18 | |
| Rib Retractor Finochietto, Baby Aluminium – | KLS Martin Group | 24-162-01 | |
| suture forceps Mayo-Hegar 3mm 18cm – 7" | Rudolf Medical | RU-6050-18 | |
| Metchenbaum blunt curved 14,5cm – 5(3/4)" | Rudolf Medical | RU-1311-14M | |
| Retrector farabeuf 12cm – 4 (3/4)" | Rudolf Medical | RU-4497-12 | |
| Towel forceps schrädel curved 9cm – 3,5" | Rudolf Medical | RU-3550-09 | |
| surgical scissors blunt 13cm – 5" | Rudolf Medical | RU-1001-13 | |
| Gauzes Cutisoft 10 x 10 cm 4-ply | BSN Medical | 45846-00 | |
| Gauzes Cutisoft 5 x 5 cm 4-ply | BSN Medical | 45844-00 | |
| Flowmeter -CM2 / SF2 – 2gas (O2 and Air) | UNO BV | 180000008 | |
| Tec 7 Vaporizer | Datex-Ohmeda | ||
| Acederm wound spay | Ecuphar NV | ||
| Vaseline Album | Bufa | 165313 | |
| silkam 3-0 Natural silk, non-absorbable | B. Braun | F 1134043 | sutures for placement of catheters |
| silkam 2-0 Natural silk, non-absorbable | B. Braun | F 1134051 | sutures for muscular approximation |
| dagrofil 3-0 Polyester, non-absorbable | B. Braun | C 0842478 | sutures for fluid fille catheters after tunneling |
| Vicryl rapide 3-0, 1×45 cm FS2, V2930G | Daxtrio medische producten | 15560 | sutures for electrical catheters after tunneling |
| Vitafil 6 USP | SMI | 6080 | Ties |
| Syringes | 10 ml and 2.5 ml | ||
| Heparin LEO (heparin sodium) | LEO Pharma A/S | ||
| Zoletil | Virbac | tiletamine / zolazepam | |
| Sedazine | AST farma | 108855 | xylazine |
| Temgesic | RB Pharmaceuticals | 5429 | buprenorphine |
| Tensogrip | BSN Medical | 71522-00 | elastic vest |
Riferimenti
- Laughlin, M. H., et al. Peripheral circulation. Compr Physiol. 2, 321-447 (2012).
- Datta, D., Normandin, E., ZuWallack, R. Cardiopulmonary exercise testing in the assessment of exertional dyspnea. Ann Thorac Med. 10, 77-86 (2015).
- Vatner, S. F., Braunwald, E. Cardiovascular control mechanisms in the conscious state. N Engl J Med. 293, 970-976 (1975).
- Duncker, D. J., Bache, R. J. Regulation of coronary blood flow during exercise. Physiol Rev. 88, 1009-1086 (2008).
- Tune, J. D., Gorman, M. W., Feigl, E. O. Matching coronary blood flow to myocardial oxygen consumption. J Appl Physiol. 97 (1985), 404-415 (2004).
- van den Heuvel, M., et al. Coronary microvascular dysfunction in a porcine model of early atherosclerosis and diabetes. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 302, H85-H94 (2012).
- Zhou, Z., et al. Pulmonary vasoconstrictor influence of endothelin in exercising swine depends critically on phosphodiesterase 5 activity. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 306, L442-L452 (2014).
- Pereda, D., et al. Swine model of chronic postcapillary pulmonary hypertension with right ventricular remodeling: long-term characterization by cardiac catheterization, magnetic resonance, and pathology. J Cardiovasc Transl Res. 7, 494-506 (2014).
- Mercier, O., et al. Endothelin A receptor blockade improves regression of flow-induced pulmonary vasculopathy in piglets. J Thorac Cardiovasc Surg. 140, 677-683 (2010).
- Spinale, F. G., et al. Chronic supraventricular tachycardia causes ventricular dysfunction and subendocardial injury in swine. Am J Physiol. 259, H218-H229 (1990).
- Yarbrough, W. M., Spinale, F. G. Large animal models of congestive heart failure: a critical step in translating basic observations into clinical applications. J Nucl Cardiol. 10, 77-86 (2003).
- Duncker, D. J., Stubenitsky, R., Verdouw, P. D. Autonomic control of vasomotion in the porcine coronary circulation during treadmill exercise: evidence for feed-forward beta-adrenergic control. Circ Res. 82, 1312-1322 (1998).
- Stubenitsky, R., Verdouw, P. D., Duncker, D. J. Autonomic control of cardiovascular performance and whole body O2 delivery and utilization in swine during treadmill exercise. Cardiovasc Res. 39, 459-474 (1998).
- Zhou, Z., et al. Phosphodiesterase-5 activity exerts a coronary vasoconstrictor influence in awake swine that is mediated in part via an increase in endothelin production. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 306, H918-H927 (2014).
- Gross, D. R. . Animal Models in Cardiovascular Research. , (2009).
- Merkus, D., Duncker, D. J. Perspectives: Coronary microvascular dysfunction in post-infarct remodelled myocardium. Eur Heart J Suppl. 16, A74-A79 (2014).
- de Beer, V. J., de Graaff, H. J., Hoekstra, M., Duncker, D. J., Merkus, D. Integrated control of pulmonary vascular tone by endothelin and angiotensin II in exercising swine depends on gender. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298, H1976-H1985 (2010).
- Lautt, W. W. Resistance or conductance for expression of arterial vascular tone. Microvasc Res. 37, 230-236 (1989).
- Merkus, D., et al. Phosphodiesterase 5 inhibition-induced coronary vasodilation is reduced after myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 304, H1370-H1381 (2013).
- Heusch, G. The paradox of alpha-adrenergic coronary vasoconstriction revisited. J Mol Cell Card. 51, 16-23 (2011).
- Merkus, D., Houweling, B., van den Meiracker, A. H., Boomsma, F., Duncker, D. J. Contribution of endothelin to coronary vasomotor tone is abolished after myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 288, H871-H880 (2005).
- Haitsma, D. B., et al. Minimal impairment of myocardial blood flow responses to exercise in the remodeled left ventricle early after myocardial infarction, despite significant hemodynamic and neurohumoral alterations. Cardiovasc Res. 52, 417-428 (2001).
- Bender, S. B., van Houwelingen, M. J., Merkus, D., Duncker, D. J., Laughlin, M. H. Quantitative analysis of exercise-induced enhancement of early- and late-systolic retrograde coronary blood flow. J Appl Physiol. 108 (3), 507-514 (2010).
