Estabelecimento e Avaliação de um Modelo de Enxerto de Veia Suína

Summary

Neste protocolo, a nova cirurgia de revascularização do miocárdio foi realizada através de uma pequena incisão na parede torácica esquerda, sem circulação extracorpórea. Foi realizado um estudo anatomopatológico pós-operatório, que mostrou espessamento intimal.

Abstract

A doença do enxerto venoso (DPV) é a principal causa de insuficiência da revascularização miocárdica (CRM). Grandes modelos animais de CRM-VGD são necessários para a investigação dos mecanismos da doença e o desenvolvimento de estratégias terapêuticas.

Para realizar a cirurgia, entramos na câmara cardíaca através do terceiro espaço intercostal e dissecamos cuidadosamente a veia mamária interna e a mergulhamos em solução salina normal. A artéria coronária principal direita é então tratada para isquemia. O vaso-alvo é incisado, um tampão de derivação é colocado e a extremidade distal da veia do enxerto é anastomosada. A aorta ascendente é parcialmente bloqueada e a extremidade proximal da veia do enxerto é anastomosada após a perfuração. A veia do enxerto é verificada quanto à perviedade e a artéria coronária direita proximal é ligada.

A cirurgia de revascularização miocárdica é realizada em minipigas para colher a veia mamária interna esquerda para seu uso como enxerto vascular. Testes bioquímicos séricos são utilizados para avaliar o estado fisiológico dos animais após a cirurgia. O exame ultrassonográfico mostra que a extremidade proximal, média e distal do vaso do enxerto está desobstruída. No modelo cirúrgico, observa-se fluxo sanguíneo turbulento no enxerto ao exame histológico após a cirurgia de revascularização miocárdica, e estenose do enxerto venoso associada à hiperplasia intimal no enxerto. O estudo aqui fornece procedimentos cirúrgicos detalhados para o estabelecimento de um modelo de DVG induzida por CRM repetível.

Introduction

Embora a mortalidade por doença coronariana tenha diminuído significativamente nos últimos anos, metade dos adultos de meia-idade nos Estados Unidos desenvolve sintomas isquêmicos relacionados ao coração a cada ano, e um terço dos idosos morre de doença coronariana¹. A revascularização miocárdica (CRM) é uma modalidade cirúrgica eficaz para melhorar a isquemia miocárdica e, mais importante, é uma modalidade cirúrgica insubstituível para o tratamento da doença arterial coronariana multiarterial². Com o tempo, no entanto, os enxertos vasculares desenvolvem inflamação, hiperplasia intimal e aterosclerose progressiva, que é conhecida por levar à falência do enxerto venoso ou doença do enxerto venoso (VGD)³. Em pacientes após revascularização miocárdica, se ocorrer reestenose, apenas o vaso sanguíneo doente pode ser substituído em alguns casos². Pacientes mais velhos e comorbidades adicionais tornam o refazer a revascularização do miocárdio bastante desafiador. Atrasar ou controlar os problemas patológicos associados aos vasos sanguíneos enxertados é um problema urgente a ser resolvido. Grandes modelos animais de CRM-VGD são necessários para a investigação dos mecanismos da doença e o desenvolvimento de estratégias terapêuticas. Pesquisadores estabeleceram com sucesso modelos animais de VGD em animais pequenos e grandes, como camundongos⁴, ratos⁵, coelhos⁶ e porcos⁷. Em comparação com os pequenos animais, os animais de grande porte, como os suínos, apresentam estruturas anatômicas e características fisiológicas semelhantes aos humanos e maior expectativa de vida ^8,9. Assim, animais de grande porte são mais adequados para explorar alterações patológicas de longo prazo na doença do enxerto venoso e para testes pré-clínicos de medicamentos ou dispositivos. Nós e nossa equipe colaboradora aplicamos com sucesso técnicas cirúrgicas para estabelecer um modelo de insuficiência cardíaca suína e descrevemos as alterações patológicas cardíacas nesse modelo¹⁰.

A cirurgia de revascularização miocárdica tem sido padronizada na prática clínica, mas quando aplicada ao estabelecimento de modelos animais VGD, as diferenças entre espécies, a aquisição de equipamentos e instalações animais, operações cirúrgicas em animais e alimentação e enfermagem animal são enormes desafios para os pesquisadores. Assim como na prática clínica, as abordagens para a cirurgia de revascularização miocárdica utilizadas para estabelecer modelos animais de DVG incluem esternotomia de linha média¹¹ e toracotomia lateral esquerda¹². A esternotomia da linha média é mais comumente utilizada^13,14. No entanto, essa abordagem tem altos riscos para humanos e animais. No estudo relatado por Thankam et al., dois dos seis porcos utilizados para modelagem morreram durante a cirurgia¹⁵. A alta mortalidade do modelo aumenta os custos do estudo e afeta a precisão dos resultados. Um estudo mostrou anteriormente que uma incisão na parede torácica esquerda era viável para estabelecer a DVG induzida por CRM em suínos¹¹. Aqui, este estudo tem como objetivo descrever um protocolo passo-a-passo para estabelecer uma cirurgia reprodutível para um modelo de DVG induzida por CRM em minipigs e avaliar o fenótipo desse modelo. O protocolo experimental foi elaborado em conjunto pelas equipes de cirurgia cardíaca e anestesia. A abordagem cirúrgica para o terceiro espaço intercostal esquerdo foi determinada de acordo com os cadáveres de outros minipigs no laboratório antes da cirurgia, e o método anestésico foi realizado de acordo com o método utilizado no centro¹⁶. Exames bioquímicos sanguíneos, exames ultrassônicos e histológicos foram realizados para avaliar modelos animais.

Protocol

Os procedimentos para o cuidado e uso de animais de laboratório foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais do Instituto de Monitoramento de Animais de Laboratório de Guangdong. Todos os experimentos foram conduzidos de acordo com o Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (8th Ed., 2011, National Research Council, EUA). O procedimento cirúrgico é apresentado na Figura 1. 1. Preparação pré-operatória dos animais</s…

Representative Results

IMC e índices bioquímicos séricosO IMC entre os grupos sham e VGD não foi significativamente diferente (sham vs. VGD, 22,05 kg/cm 2 ± 0,46 kg/cm 2 vs. 21,14 kg/cm 2 ± 0,39 kg/cm 2, p = 0,46). Os resultados bioquímicos séricos estão listados na Tabela 1. Mudanças estatisticamente significativas entre os grupos foram encontradas em quatro índices bioquímicos, incluindo aspartato aminotransferase (AST, sham vs. VGD, 25,25 …

Discussion

Neste estudo, descrevemos detalhadamente o protocolo de seleção de animais, preparo de instrumentos, procedimentos cirúrgicos e avaliação pós-operatória ao desenvolver um modelo de DVG induzida por CRM. Realizamos exame ultrassônico do enxerto venoso antes e após a cirurgia de revascularização miocárdica e exame histológico do enxerto 30 dias após a cirurgia. O fluxo sanguíneo na veia mamária interna foi normal antes da cirurgia de revascularização miocárdica, enquanto o fluxo retrógrado foi observado…

Materials

Aortic Punch	Medtronic Inc. , America	3.0mm, 3.5mm, 4.0mm	Used for proximal coronary bridge anastomosis
Automatic biochemical analyzer	IDEXX Laboratories, Inc. America	Catalyst One
Cardiac coronary artery bypass grafting instrument kit	LANDANGER, France
Cardiogram monitor	Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co, Ltd	MEC-1000
Coronary Shunt	AXIUS	OF-1500, OF-2500, OF-3000	The product temporarily blocks the coronary artery during arteriotomy to reduce the amount of bleeding in the surgical field and provide blood flow to the distal end during anastomosis.  The Axius shunt plug is not an implant and should be removed prior to completion of the anastomosis.
Defibrillator	MEDIANA	Mediana D500
Diazepam	Nanguo pharmaceutical Co. LTD, Guangdong, China	H37023039	Narcotic inducer
Disposable manual electric knife	Covidien, America	E2516H
Electric negative pressure suction machine	Shanghai Baojia Medical Instrument Co, Ltd	YX932D
Esmolol	Guangzhou Wanzheng Pharmaceutical Co. LTD	H20055990	Emergency drugs
Ice machine	Local suppliers, Guangzhou, China
Lidocaine	Chengdu First Pharmaceutical Co. LTD	H51021662	Emergency drugs
Luxtec headlight system	Luxtec, America	AX-1375-BIF	Used for lighting fine parts during operation
Medical operation magnifier (glasses)	Germany Lista co, LTD	SuperVu Galilean 3.5×	Used for fine site operation during operation
Multi-function high-frequency electrotome	Shanghai Hutong Electronics Co, Ltd	GD350-B
Nitrogen canister	Local suppliers, Guangzhou, China
Nonabsorbable surgical suture (polypropylene suture)	Johnson & Johnson, America	6-0, 7-0	Used to suture blood vessels.
Nonabsorbable suture (cotton thread)	Covidien, America	1-0	Used for skin and muscle tissue tugging
Open heart surgery instrument kit	Shanghai Medical Instrument (Group) Co., LTD
Propofol injection	Xi 'an Libang Pharmaceutical Co. LTD	H19990282	Anesthetic sedative
Refrigerator	Local suppliers, Guangzhou, China
Respiratory anesthesia machine for animal	Shenzhen Reward Life Technology Co, Ltd, China	R620-S1
Semi-occlusion clamp	Xinhua Surgical Instrument Co., Ltd.	ZL1701RB	Temporarily cut off the aortic flow
vecuronium bromide	Richter, Hungary	JX20090127	Muscle relaxant
Veterinary ultrasound system	Royal Philips, Netherlands	CX50
Zoletil	Virbac, France	Zoletil 50	Animal narcotic