Akut Miyokard İnfarktüsü bir Domuz Modeli İlköğretim Sonuç Değerlendirmesi
Summary
Güvenilir ve doğru sonuç değerlendirmesi klinik tedavi içine klinik öncesi tedavilerin çeviri için anahtardır. Geçerli kağıt domuz akut miyokard infarktüsü modelinde kardiyak performans ve hasar üç klinik açıdan primer sonuç parametreleri değerlendirmek açıklamaktadır.
Abstract
Mortality after acute myocardial infarction remains substantial and is associated with significant morbidity, like heart failure. Novel therapeutics are therefore required to confine cardiac damage, promote survival and reduce the disease burden of heart failure. Large animal experiments are an essential part in the translational process from experimental to clinical therapies. To optimize clinical translation, robust and representative outcome measures are mandatory. The present manuscript aims to address this need by describing the assessment of three clinically relevant outcome modalities in a pig acute myocardial infarction (AMI) model: infarct size in relation to area at risk (IS/AAR) staining, 3-dimensional transesophageal echocardiography (TEE) and admittance-based pressure-volume (PV) loops. Infarct size is the main determinant driving the transition from AMI to heart failure and can be quantified by IS/AAR staining. Echocardiography is a reliable and robust tool in the assessment of global and regional cardiac function in clinical cardiology. Here, a method for three-dimensional transesophageal echocardiography (3D-TEE) in pigs is provided. Extensive insight into cardiac performance can be obtained by admittance-based pressure-volume (PV) loops, including intrinsic parameters of myocardial function that are pre- and afterload independent. Combined with a clinically feasible experimental study protocol, these outcome measures provide researchers with essential information to determine whether novel therapeutic strategies could yield promising targets for future testing in clinical studies.
Introduction
Batı dünyasında 1 insanların% 2 – azaltılmış ejeksiyon fraksiyonu (HFrEF) ile kalp yetmezliği tahmini 1 etkileyen, tüm kalp yetmezliği vakaların yaklaşık% 50'sini oluşturmaktadır. Onun en yaygın nedeni akut miyokard infarktüsü (AMI) 'dir. AMI sonrası akut mortalite artan farkındalık ve gelişmiş tedavi seçenekleri önemli ölçüde azalmıştır gibi, vurgu kronik sekel doğru kaymıştır; En önemli varlık HFrEF 2,3. Birlikte sağlık maliyetlerinden 4 artan, kalp yetmezliği artan salgın daha önce 5 açıklandığı gibi AMI sonrası olumsuz biçimlenme çok öteleme domuz modelinde ele alınabilir yeni teşhis ve tedaviler için ihtiyaç, vurgulamaktadır.
Olumsuz yeniden şekillenme Hem belirleyicileri (örneğin, enfarktüs boyutu) ve fonksiyonel değerlendirmeler (örneğin, ekokardiyografi) sıklıkla rel ihtiyacını belirten yeni terapötik etkinliği testi için kullanılıriable ve nispeten ucuz yöntemler. Bu yazının amacı, akut miyokard infarktüsü domuz modelinde etkinlik testleri için önemli ve güvenilir sonuç tedbirler bu ihtiyacı hitap etmektir. Bu riski (AAR), 3D transözofajiyal ekokardiyografi (3D-TEE) ve ayrıntılı giriş bazlı basınç-hacim (PV) döngü edinimi de bölgeye ilişkin enfarktüs boyutunu (IS) içerir.
Enfarktüs boyutu AMI 6 sonra olumsuz yeniden ve hayatta kalma ana belirleyicisidir. Tersinir yaralı kardiyomiyositlerde kurtarma ve enfarktüs boyutunu sınırlayabilir iskemik miyokard zamanında reperfüzyon, reperfüzyon kendisi oksidatif stresin üretimi ve orantısız bir inflamatuvar yanıt ile ek hasara neden olsa da (iskemi reperfüzyon hasarı (IRI)) 7. Bu nedenle, IRI gelecek vaat eden bir terapötik hedef olarak tanımlanmıştır. infarkt boyutunu azaltmak için yeni tedavilerin yeteneği ile ilgili olarak değerlendirerek enfarktüs boyutuna göre ölçülürriskli alan (AAR) için. Daha büyük bir AAR daha büyük bir mutlak enfarkt boyutu neden olarak AAR miktar, hayvan modellerinde koroner anatomi bireyler arası değişkenliğin düzeltmek için zorunludur. Enfarktüs boyutu doğrudan kardiyak performans ve miyokard kontraktilite ile ilgili olduğundan, AAR değişimler tedavi yaklaşımları 8 bakılmaksızın sonuç önlemleri incelemek etkileyebilir.
Üç boyutlu transözofajiyal ekokardiyografi (3D-TEE) kardiyak fonksiyon non-invaziv ölçmek için bir klinik uygulanabilir, en önemlisi, güvenli, güvenilir ve ucuz bir yöntemdir. Transtorasik ekokardiyografi (TTE) görüntüleri domuzlarda 9 2D parasternal uzun ve kısa eksen kesitlerinde sınırlıdır oysa, 3D-TEE sol ventrikül tam 3 boyutlu görüntü elde etmek için kullanılabilir. Bu nedenle, bu tür modifiye Simpson kuralına 10 olarak sol ventrikül (LV) ciltlik Matematiksel yaklaşımlar gerekmez. İkincisi Düzeltici gerisindedirectly nedeniyle silindirik geometri 11 eksikliği LV yeniden şekillenme sonra LV hacimleri tahmin. Mevcut modelde 12 kardiyoprotektif etkiler yarattığı gözlenmektedir cerrahi müdahale gerektirmez Dahası, 3D-TEE epikardiyal ekokardiyografi üzerinde tercih edilir. Miyokardiyal fonksiyon değerlendirme 2B T şeklindeki kullanımı 13,14 daha önce tarif edilmiş olmasına rağmen, ventriküler geometrisi ile ilgili sınırlamalar 2D TTE gözlenenlere benzer ve AG yeniden ölçüde bağlıdır. Bu nedenle, büyük enfarktüs (ve dolayısıyla kalp yetmezliği olasılığı daha yüksek), daha büyük olasılıkla 2B ölçümleri yanlış geometrik varsayımlar tarafından kusurlu hale gelir ve 3D teknikleri için daha yüksek gerekir.
Bununla birlikte, çoğu görüntüleme yöntemleri miyokard içsel fonksiyonel özelliklerini değerlendirmek için kendi yeteneği sınırlıdır. PV gibi ilgili ek bilgi sağlayabilir döngüler ve onların satın alma nedenleAşağıda detaylı bir şekilde tarif.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kardiyak biçimlenme büyük ölçüde miyokard infarktüsü boyutuna bağlı olarak ve miyokard enfarktüsü kalitesi 6,26 onarın. Standart bir şekilde önceki değerlendirmek için, bu yazıda onaylanmış ve yoğun 8,16,27,28 kullanılmıştır eks vivo TTC lekelemesi ile kombine Evans mavisi in vivo enfüzyonu, zarif bir yöntem sağlar. Bu yöntem, AAR 16 ilgili risk (AAR) de alanın ölçümü ve enfarktüs boyutuna izin verir. miyokard ponksiyon gerektirmez ola…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors gratefully acknowledge Marlijn Jansen, Joyce Visser, Grace Croft, Martijn van Nieuwburg, Danny Elbersen and Evelyn Velema for their excellent technical support during the animal experiments.
Materials
| 3-dimensional transesophageal echocardiography | |||
| iE33 ultrasound device | Philips | – | |
| X7-2t transducer | Philips | – | |
| Aquasonic® 100 ultrasound transmission gel | Parker Laboratories Inc. | 01-34 | Alternative product can be used |
| Battery handle type C (laryngoscope handle) | Riester | 12303 | |
| Ri-Standard Miller blade MIL 4 (laryngoscope blade) | Riester | 12225 | |
| Qlab 10.0 (3DQ Advanced) analysis software | Philips | – | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Pressure-volume loop acquisition | |||
| Cardiac defibrillator | Philips | ||
| 0.9% saline | Braun | ||
| 8F Percutaneous Sheath Introducer Set | Arrow | CP-08803 | Alternative product can be used |
| 9F Radifocus® Introducer II Standard Kit | Terumo | RS*A90K10SQ | Alternative product can be used |
| 8F Fogarty catheter | Edward Life Sciences | 62080814F | Alternative product can be used |
| 7F Criticath™ SP5107H TD catheter (Swan-Ganz) | Becton Dickinson (BD) | 680078 | Alternative product can be used |
| Ultraview SL Patient Monitor and Invasive Command Module (external cardiac output device) | Spacelabs Healthcare | 91387 | Alternative product can be used |
| ADVantage system™ | Transonic SciSense | – | |
| 7F tetra-polar admittance catheter (7.0 VSL Pigtail / no lumen) | Transonic SciSense | – | |
| Multi-channel acquisition system (Iworx 404) | Iworx | – | |
| Labscribe V2.0 analysis software | Iworx | – | Alternative product can be used |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Infarct size / area-at-risk quantification | |||
| Diathermy | – | Alternative product can be used | |
| Lebsch knife | – | Alternative product can be used | |
| Hammer | – | Alternative product can be used | |
| Bone marrow wax | Syneture | Alternative product can be used | |
| Klinkenberg scissors | – | Alternative product can be used | |
| Retractor | – | Alternative product can be used | |
| Surgical scissors | – | ||
| 7F Percutaneous Sheath Introducer Set | Arrow | CP-08703 | Alternative product can be used |
| 8F Percutaneous Sheath Introducer Set | Arrow | CP-08803 | Alternative product can be used |
| 7F JL4 guiding catheter | Boston Scientific | H749 34357-662 | Alternative product can be used |
| 8F JL4 guiding catheter | Boston Scientific | H749 34358-662 | Alternative product can be used |
| COPILOT Bleedback Control Valves | Abbott Vascular | 1003331 | Alternative product can be used |
| BD Connecta™ | Franklin Lakes | 394995 | Alternative product can be used |
| Contrast agent | Telebrix | ||
| Persuader 9 Steerable Guidewire 9 (0.014", 180 cm, straight tip), hydrophilic coating | Medtronic Inc. | 9PSDR180HS | Alternative product can be used |
| SAPPHIRE™ Coronary Dilatation Catheter (PTCA balloon suitable for the size of the particular coronary artery (2.75 – 3.25 mm)) | OrbusNeich | 103-3015 | Alternative product can be used |
| Evans Blue | Sigma-Aldrich | E2129-100G | Toxic. Alternative product can be used |
| 2,3,5-triphenyl-tetrazolium chloride (TTC) | Sigma-Aldrich | T8877-100G | Irritant. Alternative product can be used |
| 9V battery | – | – | |
| Ruler | – | – | |
| Photocamera | Sony | – | |
| ImageJ | National Institutes of Health | – | Alternative product can be used |
Riferimenti
- Mosterd, A., Hoes, A. W. Clinical epidemiology of heart failure. Heart. 93 (9), 1137-1146 (2007).
- Nichols, M., et al. . European Cardiovascular Disease Statistics. , (2012).
- Krumholz, H. M., et al. Reduction in Acute Myocardial Infarction Mortality in the United States. JAMA. 302 (7), 767-773 (2010).
- Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics – 2013 update: A Report from the American Heart Association. Circulation. 127 (1), (2013).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. J. Vis. Exp. (86), e51269 (2014).
- Chareonthaitawee, P., Christian, T. F., Hirose, K., Gibbons, R. J., Rumberger, J. A. Relation of initial infarct size to extent of left ventricular remodeling in the year after acute myocardial infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 25 (3), 567-573 (1995).
- Yellon, D. M., Hausenloy, D. J. Myocardial reperfusion injury. N. Engl. J. Med. 357 (11), 1221-1235 (2007).
- Suzuki, Y., Lyons, J. K., Yeung, A. C., Ikeno, F. In vivo porcine model of reperfused myocardial infarction: In situ double staining to measure precise infarct area/area at risk. Catheter Cardiovasc. Interv. 71 (1), 100-107 (2008).
- Weidemann, F., et al. Myocardial function defined by strain rate and strain during alterations in inotropic states and heart rate. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 283 (2), H792-H799 (2002).
- Mercier, J. C., et al. Two-dimensional echocardiographic assessment of left ventricular volumes and ejection fraction in children. Circulation. 65 (5), 962-969 (1982).
- De Jong, R., et al. Cardiac Function in a Long-Term Follow-Up Study of Moderate and Severe Porcine Model of Chronic Myocardial Infarction. Biomed. Res. Int. 2015, 1-11 (2015).
- Van Hout, G. P. J., et al. Invasive surgery reduces infarct size and preserves cardiac function in a porcine model of myocardial infarction. J. Cell. Mol. Med. , 2655-2663 (2015).
- Meybohm, P., et al. Assessment of left ventricular systolic function during acute myocardial ischemia: A comparison of transpulmonary thermodilution and transesophageal echocardiography. Minerva Anestesiol. 77 (2), 132-141 (2011).
- Gruenewald, M., et al. Visual evaluation of left ventricular performance predicts volume responsiveness early after resuscitation from cardiac arrest. Resuscitation. 82 (12), 1553-1557 (2011).
- Bolli, R., Becker, L., Gross, G., Mentzer, R., Balshaw, D., Lathrop, D. A. Myocardial protection at a crossroads: The need for translation into clinical therapy. Circ. Res. 95 (2), 125-134 (2004).
- Timmers, L., et al. Exenatide reduces infarct size and improves cardiac function in a porcine model of ischemia and reperfusion injury. J. Am. Coll. Cardiol. 53 (6), 501-510 (2009).
- Csonka, C., et al. Measurement of myocardial infarct size in preclinical studies. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 61 (2), 163-170 (2010).
- Law, R., Katzka, D. A., Baron, T. H. Zenker’s Diverticulum. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 12 (11), 1773-1782 (2014).
- Philips Healthcare. . QLAB 10.0 Quick Card: 3DQ and 3DQ Adv measurements guide. , (2013).
- Transonic. . ADV500 Pressure-Volume Measurement System Use and Care Manual, version 5. , (2006).
- Schramm, W. Is the cardiac output obtained from a Swan-Ganz catheter always zero?. J. Clin. Monit. Comput. 22 (6), 431-433 (2008).
- iWorx. . LabScribe 3: Software Manual for Pressure-Volume Analyses. , (2014).
- Hueper, W. C., Ichniowski, C. T. Toxicopathologic studies on the dye T-1824. Arch. Surg. 48 (1), 17-26 (1944).
- Van Hout, G. P. J., et al. Admittance-based pressure-volume loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction. Physiol. Rep. 2 (4), 1-9 (2014).
- Burkhoff, D., Mirsky, I., Suga, H. Assessment of systolic and diastolic ventricular properties via pressure-volume analysis: a guide for clinical, translational, and basic researchers. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. Heart Circ. Physiol. 289 (2), H501-H512 (2005).
- Frangogiannis, N. G. The inflammatory response in myocardial injury, repair, and remodelling. Nat. Rev. Cardiol. 11 (5), 255-265 (2014).
- Fishbein, M., et al. Early phase acute myocardial infarct size quantification: validation of the triphenyl tetrazolium chloride tissue enzyme staining technique. Am. Heart. J. 101 (5), 593-600 (1981).
- Arslan, F., et al. Treatment with OPN-305, a humanized anti-toll-like receptor-2 antibody, reduces myocardial ischemia/reperfusion injury in pigs. Circ. Cardiovasc. Interv. 5 (2), 279-287 (2012).
- Meyns, B., Stolinski, J., Leunens, V., Verbeken, E., Flameng, W. Left ventricular support by Catheter-Mountedaxial flow pump reduces infarct size. J. Am. Coll. Cardiol. 41 (7), 1087-1095 (2003).
- Khalil, P. N., et al. Histochemical assessment of early myocardial infarction using 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride in blood-perfused porcine hearts. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 54 (3), 307-312 (2006).
- Gardner, B. I., Bingham, S. E., Allen, M. R., Blatter, D. D., Anderson, J. L. Cardiac magnetic resonance versus transthoracic echocardiography for the assessment of cardiac volumes and regional function after myocardial infarction: an intrasubject comparison using simultaneous intrasubject recordings. Cardiovasc. Ultrasound. 7, 38 (2009).
- Santos-Gallego, C., et al. 3D-Echocardiography Demonstrates Excellent Correlation With Cardiac Magnetic Resonance for Assessment of Left Ventricular Function and Volumes in a Model of Myocardial Infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 59 (13), E1564 (2012).
- Keith Jones, ., W, , et al. Peripheral nociception associated with surgical incision elicits remote nonischemic cardioprotection via neurogenic activation of protein kinase C signaling. Circulation. 120, S1-S9 (2009).
- Gross, G. J., Baker, J. E., Moore, J., Falck, J. R., Nithipatikom, K. Abdominal Surgical Incision Induces Remote Preconditioning of Trauma (RPCT) via Activation of Bradykinin Receptors (BK2R) and the Cytochrome P450 Epoxygenase Pathway in Canine Hearts. Cardiovasc. Drugs Ther. 25 (6), 517-522 (2011).
- Van Hout, G. P. J., de Jong, R., Vrijenhoek, J. E. P., Timmers, L., Duckers, H. J., Hoefer, I. E. Admittance-based pressure-volume loop measurements in a porcine model of chronic myocardial infarction. Exp. Physiol. 98 (11), 1565-1575 (2013).
- Sunagawa, K., Maughan, W. L., Burkhoff, D., Sagawa, K. Left ventricular interaction with arterial load studied in isolated canine ventricle. Am. J. Physiol. 245 (5 Pt 1), H773-H780 (1983).
- Steendijk, P., Baan, J., Der Velde, E. T. V. a. n., Baan, J. Effects of critical coronary stenosis on global systolic left ventricular function quantified by pressure-volume relations during dobutamine stress in the canine heart. J. Am. Coll. Cardiol. 32 (3), 816-826 (1998).
