Vi beskriver en steril perikardittmodell i minipigs for å studere atriemyopati og atrieflimmer (AF). Vi presenterer kirurgiske og bedøvelsesteknikker, strategier for vaskulær tilgang og en protokoll for å studere inducibility av AF.
Atrieflimmer (AF) er den vanligste arytmi forårsaket av strukturell ombygging av atriene, også kalt atriemyopati. Nåværende terapier retter seg bare mot de elektriske abnormitetene og ikke den underliggende atriemyopatien. For utvikling av nye terapier er det nødvendig med en reproduserbar stor dyremodell av atriemyopati. Dette papiret presenterer en modell av steril perikardittindusert atriemyopati i Aachener minipigs. Steril perikarditt ble indusert ved sprøyting av sterilt talkum og etterlot et lag med steril gasbind over atrie epikardialoverflaten. Dette førte til betennelse og fibrose, to viktige komponenter i patofysiologien til atriemyopati, noe som gjorde atriene utsatt for induksjon av AF. To pacemakerelektroder ble plassert episk på hvert atrium og koblet til to pacemakere fra forskjellige produsenter. Denne strategien tillot gjentatt ikke-invasiv atrieprogrammert stimulering for å bestemme inducibility av AF på bestemte tidspunkter etter operasjonen. Ulike protokoller for å teste AF-inducibility ble brukt. Fordelene ved denne modellen er dens kliniske relevans, med AF-inducibility og rask induksjon av betennelse og fibrose-begge tilstede i atrial myopati- og dens reproduserbarhet. Modellen vil være nyttig i utviklingen av nye terapier rettet mot atriemyopati og AF.
Atrieflimmer (AF) er den mest utbredte hjertearytmi, noe som fører til betydelig sykelighet, dødelighet og helseutgifter1. I mange tilfeller er AF bare det elektriske symptomet på den underliggende atriemyopatien, som er definert av strukturell, elektrisk, autonom og kontraktil ombygging av atriene. Denne atriemyopatien kan føre til AF og hjerneslag 2,3. De fleste terapier retter seg bare mot den elektriske ombyggingen, men retter seg ikke mot de underliggende strukturelle endringene i atriene (betennelse og fibrose)4,5,6,7. Dette er sannsynligvis en av grunnene til at dagens terapier bare er marginalt effektive, spesielt i mer avansert atriemyopati8.
En reproduserbar dyremodell er avgjørende for å målrette betennelsen og fibrosen som er tilstede i atriemyopati. Atrie takypacing modeller er utviklet i flere store dyrearter 9,10,11,12. I disse modellene går atrievevet kontinuerlig i lange perioder for å indusere elektriske og til slutt strukturelle endringer. De største ulempene ved takykpacing modeller er den lange varigheten før strukturelle tegn på atriemyopati vises og deres relevans bare for kliniske syndromer der elektriske abnormiteter utvikler seg før atriemyopati. En teoretisk risiko er pacing-lead failure på grunn av fibrose under lang oppfølging9.
I modeller av steril perikarditt sprøytes sterilt talkum over atariens epikarielle overflate for å indusere en akutt inflammatorisk og fibrotisk reaksjon, noe som resulterer i atriemyopati13,14. Griser har hjerteanatomi og fysiologi som ligner på mennesker, og derfor har svinemodeller høy translasjonell relevans. Fordelene ved å bruke minipigs er at de er lettere å håndtere på grunn av deres mindre størrelse enn konvensjonelle grisstammer og kan opprettholdes i lang tid uten noen betydelig økning i kroppsvekt10. Alle disse grunnene gjør steril perikarditt i minipigs en utmerket modell for undersøkelse av atriemyopati og fibrillasjon. Denne protokollen og videoen tar sikte på å lette oppsettet av denne modellen i forskjellige forskningsfasiliteter og standardisere protokoller for å studere inducibility av AF.
En pålitelig stor dyremodell er en viktig ressurs for studiet av atriemyopati og AF og utvikling av nye terapier for AF. Implantasjon av pacemaker fører på atrie epikardiet tillot en langsgående oppfølging og repeterende elektrofysiolog testing, noe som er vanskelig hos små dyr. Minipigs er enkle å håndtere, og deres hjerter er strukturelt og fysiologisk lik menneskehjertet10.
Den sterile perikardittmodellen er relativt grei sammenlignet med kontinuerlig atrieta…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av et Industrieel OnderzoeksFonds/Strategisch Basisonderzoek (IOF/SBO) forskningsstipend (PID34923) og et Geconcerteerde Onderzoeksactie (GOA) stipend (PID36444) ved Universitetet i Antwerpen; av et senior klinisk utprøverstipend (til VFS) og forskningsstipend fra Fondet for vitenskapelig forskning Flandern (Søknadsnummer 1842219N, G021019N, G0D0520N og G021420N); ved et forskningsstipend på ERA.Net RUS Plus (2018, Project Consortium 278); av et Vlaamse Interuniversitaire Raad/Interuniversitair Bijzonder OnderzoeksFonds (VLIR/iBOF) stipend (20-VLIR-iBOF-027). Vi takker firmaene Abbott og Boston Scientific for å sponse en stor del av pacemaker-lederne og firmaene Medtronic og Biotronik, for lånet av en pacemakerprogrammerer. Vi takker dyrepersonalet ved Universitetet i Antwerpen dyreanlegg for deres gode omsorg for dyrene.
Aachener minipig, 6-months old, male, castrated, weight 15-25 kg | Carfil | ||
Anesthesia and preparation | |||
ECG electrodes | |||
Endotracheal tube 6.5 mm ID | Covidien | 115-65OR | |
External cardioverter-defibrillator | Innomed | Cardio-aid 200B | |
Heating pad | OK. | OUB 60321 | |
Intravenous catheter 22 GA, 1 Inch | BD | 381323 | |
Laryngoscope blade size 4 | Miller | SUS426601 | |
Monitor | GE Medical systems | 2600040-003 | |
Respirator | Datex-Ohmeda | 1009-9000-000 | |
Shaver | Aesculap | GT 104 / REF 985203 | |
Syringe driver pump | Fresenius Kabi | 082470 | |
Arterial and central venous line placement | |||
3-lumen central venous catheterization set, 7 French, 16 cm, 0.032 Inch guide | Arrow medical | EU-22703-EN | |
Arteral catheter 3 French, 8 cm | Vygon | 1,15,090 | |
Caresite Luer access device | B. Braun | 415122-01 | |
Fluids: IV bags of Plasmalyte, Glucose 5%, NaCl 0.9% (500 mL or 1000 mL) | |||
heparinized saline | |||
Needles: 18 Ga / 40 mm and 22 Ga / 40 mm | |||
Pressure monitoring set, 195 cm | Edwards Lifesciences | T005021M | |
Pressure tubing 180 cm | Edwards Lifesciences | 50P172 | |
suture with needle | |||
Syringes Luerlok: 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL, 50 mL | |||
Ultrasound gel | Zealand coating | 446-1 | |
Ultrasound with vascular probe | Philips healthcare | EPIQ 7C / REF BZE1723 | |
Surgical set | |||
Blunt-tip surgical scissors | Martin | 11-934-25 | |
60 degrees curved Debakey forceps | Aesculap | FB403 | |
Anatomical forceps | AS | 13-102-16 | |
Debakey forceps | Geister | 10-0634 | |
Electrocautery module | Alsa | Alsatom SU 140/D MPC | |
Holders for stainless steel wire | COBE | 013-123 | |
Mosquito | Leibinger | 32-01008 | |
Needledriver, fine | Delacroix-Chevalier | 50302-21 | |
Needledriver, normal | Aesculap | BM 77 | |
Rib spreader | Martin | 24-178-01 | |
Scalpel | Swann-Morton | 0511 | no. 24 |
Scissors for stainless steel wire | Jakobi | 411830 | |
Spreaders | AS | 16-058-00 | |
Sternum saw | Eure-Power | 5000020 | |
Sternum saw blade | MicroAire | ZR-032M | |
Surgical consumables | |||
Disinfectant: iodine, chlorhexidine | |||
Electrocautery pencil with push button, cable 5 m | Dongguan QueenMed Equipment | ESPB4001LQ | |
Gastric tube | Vygon | 390.12 | |
Mersilene-0, 75 cm | Ethicon | F2505H | |
Monocryl 3-0, 70 cm | Ethicon | Y423H | |
Mouth masks, hair nets | |||
Oriflex-4 vacuum flask for surgical draining | Oriplast Krayer | VK00352 | |
Prolene 6-0, 75 cm | Ethicon | 8711H | |
Stainless steel monofilament non-absorbable suture | Ethicon | W995 | |
Sterile drapes | 3M | 9010 | |
Sterile gauze 20 x 10 cm | Stella | 35921 | |
Sterile gloves | |||
Sterile surgical gown | |||
Steritalc PF3 | Novatech | 16863 | |
Vicryl-0, 75 cm | Ethicon | V324H | |
Cardiac pacing | |||
Bipolar pacing lead Fineline II Sterox EZ 58 cm | Boston Scientific | 4474 | |
Bipolar pacing lead Tendril STS 58 cm | Abbott | 2088TC | |
Ellegaard Göttingen Minipig Frame 3 | Lomir | DF H1PU | |
Ellegaard Göttingen Minipig Sling Cover | Lomir | SS CEG1 | |
Micropace cardiac stimulator | Boston Scientific | EPS 320 | |
Pacemaker for pacing | Medtronic | Azure XT DR MRI SureScan | |
Pacemaker for sensing | Biotronik | Eluna 8 DR-T | |
Pacemaker programmer for pacing | Medtronic | CareLink Encore 29901A | |
Pacemaker programmer for sensing | Biotronik | ICS 3000 DS CD-W US | |
Medication | |||
Adrenaline 1 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
Atropine 0.5 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
Catapressan 150 µg/mL, 1 ml clonidine | Boehringer Ingelheim | BE021402 | |
Cefazoline 2 g powder | Mylan | BE319794 | |
Cordarone 50 mg/mL, 3 mL amiodarone | Sanofi | ||
Durogesic 50 µg/h fentanyl patches | Janssen-Cilag | ||
Glucose 5%, 500 mL | Baxter | AE0063 | |
Ketalar 50 mg/mL, 10 mL | Pfizer | 804101 | |
Lanoxin 0.25 mg/mL, 2 mL digoxine | Aspen | ||
Marcaine 0.5% + adrenaline 1:200,000 | Aspen | ||
Midazolam 5 mg/ml, 3 mL | B. Braun | 3521740 | |
Morfine 10 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
NaCl 0.9%, 500 mL | Baxter | AKE1323 | |
Nitro Pohl 1 mg/mL, 5 mL nitroglycerine | Pohl Boskamp | ||
Noradrenaline 1 mg/mL, 4 mL | Aguettant | ||
Plasmalyte 1000 mL | Baxter | AKE0324 | |
Propofol 10 mg/mL, 20 mL | B. Braun | 3521810 | |
Protamine 1400 IU/mL, 5 mL | Leo pharma | ||
Rapifen 0.5 mg/mL, 2 mL | Janssen-Cilag | 95103 | |
Seloken 1 mg/mL, 5 mL metoprolol | AstraZeneca | ||
Sevorane Quick Fill 100% sevoflurane, 250 mL | Abbvie | 1283-415 | |
Tracrium 10 mg/mL, 5 mL atracurium | Aspen |