Kronik kalp yetmezliği model domuz olarak taşikardi kaynaklı kardiyomiyopati
Summary
Burada, taşikardi kaynaklı kardiyomiyopati içinde domuz üretmek için bir protokol mevcut. Bu model ilerici kronik kalp yetmezliği hemodinami ve uygulanan tedavinin etkilerini incelemek için güçlü bir şekilde temsil eder.
Abstract
Kronik kalp yetmezliği istikrarlı ve güvenilir modeli birçok deney hemodinami anlamak veya yeni tedavi yöntemleri etkilerini sınamak için gereklidir. Burada, taşikardi kaynaklı kardiyomiyopati, hızlı kalp domuz içinde Volta tarafından üretilen tarafından böyle bir model mevcut.
Bir tek hız ayarlama kurşun sağ ventrikül doruk için tam anaesthetized sağlıklı domuz içine tanıttı transvenously olduğunu ve sabitlenmiş. Onun diğer ucunu sonra dorsally paravertebral bölgesine tünel. Orada, o zaman subkutan cebinde implante in-house değiştirilmiş kalp kalp pili birimine bağlı.
200-240 atım/dk oranlarda hızlı Ventriküler pacing, 4-8 hafta sonra fizik muayene takipne, spontan sinüs taşikardisi ve yorgunluk ağır kalp yetmezliği – belirtileri ortaya koydu. Ekokardiyografi ve x-ışını genişleme tüm kalp Odaları, efüzyon ve şiddetli sistolik disfonksiyon gösterdi. Bu bulgular de dekompanse dilate kardiyomiyopati karşılık gelen ve pacing bırakma sonra da korunur.
Bu modeli taşikardi kaynaklı kardiyomiyopati, ilerici kronik kalp yetmezliği, özellikle mekanik dolaşım destekler gibi yeni tedavi yaklaşımları nedeniyle hemodinamik değişiklikler Patofizyoloji eğitim için kullanılabilir. Bu metodoloji gerçekleştirmek kolay ve güçlü ve tekrarlanabilir sonuçlar vardır.
Introduction
Kalp yetmezliği (HF), mekanik dolaşım destekler ve ekstrakorporeal membran oksijenasyonu (ECMO) klinik uygulamada, özellikle büyüyen dünya çapında kullanım için yeni tedavi yöntemleri çeşitli preklinik deneysel test yansıtan. Ana odak tarafından muayene tedavi şekilleri, yani sistemik kan basıncı1‘ de, miyokard contractility, basınç kaynaklanan hemodinamik değişikliklerin ve kalp odaları ve kalp iş2,3birim değişiklikler olmuştur, arteryel kan akışında sistemik ve periferik arter, metabolik tazminat4 – birlikte bölgesel doku sıcaklığı, akciğer perfüzyon ve kan gazı analizi. Diğer çalışmalar dolaşım destek5, eşlik eden iltihabı veya hemoliz oluşumunu uzun vadeli etkileri yönlendirilmektedir. Bu tür çalışma konjestif HF istikrarlı bir biomodel gerekir.
Ventrikül (LV) performans üzerinde yayımlanmış deneyler çoğunu yaptı ve hemodinami mekanik dolaşım desteğinin akut HF2,6,7,8 deneysel modeller üzerinde gerçekleştirilen , 9 , 10, hatta tamamen bozulmamış kalpleri üzerinde. Öte yandan, klinik uygulamada, mekanik dolaşım destekler kez gerekçesiyle daha önce mevcut kronik kalp hastalığı geliştirir dolaşım dekompansasyon statüsünde uygulanıyor. Böyle durumlarda adaptasyon mekanizmaları tam olarak gelişmiş ve tutarsızlık keskinliği “veya” kronikleşme göre gözlenen sonuçlar önemli roller oynayabileceği altta yatan kalp hastalığı11. Bu nedenle, kronik HF istikrarlı bir model patofizyolojik mekanizmaları ve hemodinami yeni görüşler sunabilir. Olmasına rağmen neden kronik HF modelleri kullanımını kıt – nedenler zaman alıcı hazırlık, kalp ritmi, etik sorular ve ölüm oranı – istikrarsızlık gibi uzun vadeli neurohumoral harekete geçirmek varlığı sundukları avantajları açık,, Genel sistemik adaptasyon, cardiomyocytes işlev değişiklikleri ve yapısal değişiklikler kalp kas ve vanalar12,13.
Genel olarak, kullanılabilirlik ve hemodinamik çalışmalar için kullanılan hayvan modelleriyle geniş ve birçok özel ihtiyaçları için bir seçim sunar. Bu deneyler, çoğunlukla domuz, köpek, ovine, ya da daha küçük ayarları antikorundan ile modelleri, teslim ediliyor seçilmiş ve teklif beklenen insan bedensel tepkiler14iyi simülasyonu. Ayrıca, formları tek organ deneyleri daha sık15gelmektedir. Güvenilir bir şekilde HF Patofizyoloji taklit etmek için dolaşım yapay kötüleşti. Kalbe zarar çeşitli yöntemlerle kez iskemi, aritmi, basınç aşırı ya da ilaçların, Kardiyotoksik etkileri ile birisi-in bunlar model hemodinamik bozulma önde gelen neden olabilir. Kronik HF gerçek bir model oluşturmak için bütün organizmanın uzun vadeli adaptasyon geliştirmek için sağlanan zaman vardır. Böyle bir güvenilir ve istikrarlı model hızlı kardiyak pacing deneysel hayvan tarafından üretilen de taşikardi kaynaklı kardiyomiyopati (TIC) ile temsil edilir.
Yatkın hearts oyununda, sistolik disfonksiyon ve genişleme düşük kardiyak çıkışı ile uzun süreli sürekli tachyarrhythmias yol açabilir gösterilmiştir. TIC ilk olarak anılacaktır durumu 191316deneylerde 1962 yılından bu yana17, yaygın olarak kullanılan, açıklanan ve artık iyi tanınan bir hastalıktır. Onun kökenli aritmiler çeşitli yalan – Supraventriküler ve ventriküler taşikardi sistolik fonksiyonu, biventriküler dilatasyon ve klinik belirtileri progressive asit, edemas, uyuşukluk da dahil olmak üzere HF ilerici bozulmasına yol açabilir ve sonuçta kardiyak dekompansasyon terminal HF için önde gelen ve eğer tedavi değil, ölüm.
Dolaşım bastırma benzer etkileri yüksek oranda giriş tarafından hayvan modellerinde pacing kardiyak tespit edildi. 18, görülmemelidir farklılıklar mevcuttur bir domuz modelinde bir Atriyal veya Ventriküler kalp hızı 200 vuruş/dakika üzerinden son aşama HF TIC, özellikleri ile 3-5 hafta (ilerici faz) bir dönemde ikna etmek için güçlü olsa da 19. bu bulgular de dekompanse kardiyomiyopati ve vardır, önemlisi, ayrıca korunmuş (kronik faz)19,20,21,22, pacing bırakma sonra karşılık gelen 23.
LV değişikliklere dilate kardiyomiyopati24özelliklerini taklit gibi domuz, köpek veya ovine TIC modelleri art arda HF14, Patofizyoloji eğitim için hazırlanmıştır. Hemodinamik de açıklanan – artan ventrikül end-diastolik basınç, azalmış kalp çıkışı, artmış sistemik vasküler direnci ve her iki genişleme nelerdir. Buna ek olarak, duvar hipertrofisi sürekli olarak görülmektedir değil ve hatta duvar inceltme bazı araştırmacılar25,26tarafından tanımlanmıştır. Ventrikül boyutları ilerleme ile Regürjitasyon atriyoventriküler kapaklar üzerinde26geliştirir.
Bu yayında, biz tik tarafından uzun vadeli hızlı kardiyak pacing içinde domuz üretmek için bir protokol mevcut. Bu biomodel dekompanse dilate kardiyomiyopati, ilerici kronik HF düşük kardiyak çıkışı ile hemodinami ve uygulanan tedavinin etkilerini incelemek için güçlü anlamına gelir temsil eder.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kronik HF morbidite ve mortalite için büyük ölçüde katkıda bulunan önemli bir sağlık sorunu var. Patogenez ve HF ilerlemesini insanlarda bu yüzden karmaşık, uygun bir hayvan modeli temel mekanizmaları araştırmaya ve yerel şiddetli hastalık ilerlemesi ile müdahale amacı roman therapeutics test etmek önemlidir. Onun patogenezi okumaya, büyük hayvan modeller deneysel test etmek için kullanılıyor.
Genel olarak, kronik HF cerrahi modelleri yakından bu hastalığı taklit….
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Charles Üniversitesi araştırma hibe GA İngiltere’de No 538216 ve GA İngiltere’de No 1114213 tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Medication | |||
| midazolam | Roche | Dormicum | anesthetic |
| ketamine hydrochloride | Richter Gedeon | Calypsol | anesthetic |
| propofol | B.Braun | Propofol | anesthetic |
| cefazolin | Medochemie | Azepo | antibiotic |
| Silver Aluminium Aerosol | Henry Schein | 9003273 | tincture |
| povidone iodine | Egis Praha | Betadine | disinfection |
| morphine | Biotika Bohemia | Morphin 1% inj | analgetic |
| Tools | |||
| Metzenbaum scissors, lancet with #22 blade, DeBakey forceps, needle driver | basic surgical equipment | ||
| cauterizer | |||
| 2-0 Vicryl | Ethicon | V323H | absorbable braided suture |
| 2-0 Perma-Hand Silk | Ethicon | A185H | silk tie suture |
| 2-0 Prolene | Ethicon | 8433H | non-absorbable suture |
| Diagnostic devices | |||
| ESP C-arm | GE Healthcare | ESP | X-ray fluoro C-arm |
| Acuson x300 | Siemens Healthcare | ultrasound system | |
| Acuson P5-1 | Siemens Healthcare | echocardiographic probe | |
| Acuson VF10-5 | Siemens Healthcare | sonographic vascular probe | |
| 3PSB, 4PSB and 6PSB | Transonic Systems | perivascular flow probes | |
| TS420 | Transonic Systems | perivascular flow module | |
| TruWave | Edwards Lifesciences | T001660A | fluid-filled pressure transducer |
| 7.0F VSL Pigtail | Transonic Systems | pressure sensor catheter | |
| INVOS 5100C Cerebral/Somatic Oximeter | Somanetics/Medtronic | near infrared spectroscopy | |
| CCO Combo Catheter | Edwards Lifesciences | 744F75 | Swan-Ganz pulmonary artery catheter |
| Vigillace II | Edwards Lifesciences | VIG2E | cardiac output monitor |
| 7.0F VSL Pigtail | Transonic Systems | pressure-volume catheter | |
| ADV500 | Transonic Systems | pressure-volume system | |
| LabChart and PowerLab | ADInstruments | data acquisition and analysis system | |
| Prism 6 | GraphPad | statistical analysis software | |
| Pacing devices | |||
| ICS 3000 | Biotronic | 349528 | pacemaker programmer |
| ERA 3000 | Biotronic | 128828 | external pacemaker |
| Effecta DR | Biotronic | 371199 | dual-chamber pacemaker |
| Tendril STS | St. Jude Medical | 2088TC/58 | ventricular pacing lead |
| Lead permanent adapter | Osypka | Article 53422 | convergent "Y" connecting part |
| Lead permanent adapter | Osypka | Article 53904 | convergent "Y" connecting part |
| Tear-Away Introducer 7F | B.Braun | 5210593 | tear away introducer sheath |
| Split Cath Tunneler | medComp | AST-L | tunneling tool |
| infusion line | MPH Medical Devices | 2200045 | connecting line |
References
- Ostadal, P., et al. Direct comparison of percutaneous circulatory support systems in specific hemodynamic conditions in a porcine model. Circ Arrhythm Electrophysiol. 5 (6), 1202-1206 (2012).
- Ostadal, P., et al. Increasing venoarterial extracorporeal membrane oxygenation flow negatively affects left ventricular performance in a porcine model of cardiogenic shock. J Transl Med. 13, 266 (2015).
- Shen, I., et al. Left ventricular dysfunction during extracorporeal membrane oxygenation in a hypoxemic swine model. Ann Thorac Surg. 71 (3), 868-871 (2001).
- Hala, P., et al. Regional tissue oximetry reflects changes in arterial flow in porcine chronic heart failure treated with venoarterial extracorporeal membrane oxygenation. Physiol Res. 65 (Supplementum 5), S621-S631 (2016).
- Church, J. T., et al. Normothermic Ex-Vivo Heart Perfusion: Effects of Live Animal Blood and Plasma Cross-Circulation. ASAIO J. , (2017).
- Bavaria, J. E., et al. Changes in left ventricular systolic wall stress during biventricular circulatory assistance. Ann Thorac Surg. 45 (5), 526-532 (1988).
- Shen, I., et al. Effect of extracorporeal membrane oxygenation on left ventricular function of swine. Ann Thorac Surg. 71 (3), 862-867 (2001).
- Ostadal, P., et al. Novel porcine model of acute severe cardiogenic shock developed by upper-body hypoxia. Physiol Res. 65 (4), 711-715 (2016).
- Ostadal, P., et al. Noninvasive assessment of hemodynamic variables using near-infrared spectroscopy in patients experiencing cardiogenic shock and individuals undergoing venoarterial extracorporeal membrane oxygenation. J Crit Care. 29 (4), e611-e695 (2014).
- Mlcek, M., et al. Hemodynamic and metabolic parameters during prolonged cardiac arrest and reperfusion by extracorporeal circulation. Physiol Res. 61 (Suppl 2), S57-S65 (2012).
- Tarzia, V., et al. Extracorporeal life support in cardiogenic shock: Impact of acute versus chronic etiology on outcome. J Thorac Cardiovasc Surg. 150 (2), 333-340 (2015).
- Howard, R. J., Stopps, T. P., Moe, G. W., Gotlieb, A., Armstrong, P. W. Recovery from heart failure: structural and functional analysis in a canine model. Can J Physiol Pharmacol. 66 (12), 1505-1512 (1988).
- Moe, G. W., Armstrong, P. Pacing-induced heart failure: a model to study the mechanism of disease progression and novel therapy in heart failure. Cardiovasc Res. 42 (3), 591-599 (1999).
- Power, J. M., Tonkin, A. M. Large animal models of heart failure. Aust N Z J Med. 29 (3), 395-402 (1999).
- Trahanas, J. M., et al. Achieving 12 Hour Normothermic Ex Situ Heart Perfusion: An Experience of 40 Porcine Hearts. ASAIO J. 62 (4), 470-476 (2016).
- Gossage, A. M., Braxton Hicks, J. A. On auricular fibrillation. Quarterly Journal of Medicine. 6, 435-440 (1913).
- Whipple, G. H., Sheffield, L. T., Woodman, E. G., Theophilis, C., Friedman, S. Reversible congestive heart failure due to chronic rapid stimulation of the normal heart. Proceedings of the New England Cardiovascular Society. 20 (1), 39-40 (1962).
- Spinale, F. G., Grine, R. C., Tempel, G. E., Crawford, F. A., Zile, M. R. Alterations in the myocardial capillary vasculature accompany tachycardia-induced cardiomyopathy. Basic Res Cardiol. 87 (1), 65-79 (1992).
- Shinbane, J. S., et al. Tachycardia-induced cardiomyopathy: a review of animal models and clinical studies. J Am Coll Cardiol. 29 (4), 709-715 (1997).
- Moe, G. W., Stopps, T. P., Howard, R. J., Armstrong, P. W. Early recovery from heart failure: insights into the pathogenesis of experimental chronic pacing-induced heart failure. J Lab Clin Med. 112 (4), 426-432 (1988).
- Takagaki, M., et al. Induction and maintenance of an experimental model of severe cardiomyopathy with a novel protocol of rapid ventricular pacing. J Thorac Cardiovasc Surg. 123 (3), 544-549 (2002).
- Tomita, M., Spinale, F. G., Crawford, F. A., Zile, M. R. Changes in left ventricular volume, mass, and function during the development and regression of supraventricular tachycardia-induced cardiomyopathy. Disparity between recovery of systolic versus diastolic function. Circulation. 83 (2), 635-644 (1991).
- Schmitto, J. D., et al. Large animal models of chronic heart failure (CHF). J Surg Res. 166 (1), 131-137 (2011).
- Spinale, F. G., et al. Chronic supraventricular tachycardia causes ventricular dysfunction and subendocardial injury in swine. Am J Physiol. 259 (1 Pt 2), H218-H229 (1990).
- Chow, E., Woodard, J. C., Farrar, D. J. Rapid ventricular pacing in pigs: an experimental model of congestive heart failure. Am J Physiol. 258 (5 Pt 2), H1603-H1605 (1990).
- Howard, R. J., Moe, G. W., Armstrong, P. W. Sequential echocardiographic-Doppler assessment of left ventricular remodelling and mitral regurgitation during evolving experimental heart failure. Cardiovasc Res. 25 (6), 468-474 (1991).
- Roberts, F., Freshwater-Turner, D. Pharmacokinetics and anaesthesia. Contin Educ Anaesth Crit Care Pain. 7 (1), 25-29 (2007).
- Carter, B. S., Farrell, C., Owen, C. Microsurgical clip obliteration of middle cerebral aneurysm using intraoperative flow assessment. J Vis Exp. (31), (2009).
- Wolf, M., Ferrari, M., Quaresima, V. Progress of near-infrared spectroscopy and topography for brain and muscle clinical applications. J Biomed Opt. 12 (6), 062104 (2007).
- Mateu Campos, M. L., et al. Techniques available for hemodynamic monitoring. Advantages and limitations. Med Intensiva. 36 (6), 434-444 (2012).
- Baan, J., et al. Continuous measurement of left ventricular volume in animals and humans by conductance catheter. Circulation. 70 (5), 812-823 (1984).
- Ellenbroek, G. H., et al. Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction. J Vis Exp. (116), (2016).
- Townsend, D. Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse. J Vis Exp. (111), (2016).
- van Hout, G. P., 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), e00287 (2014).
- Kass, D. A., et al. Comparative influence of load versus inotropic states on indexes of ventricular contractility: experimental and theoretical analysis based on pressure-volume relationships. Circulation. 76 (6), 1422-1436 (1987).
- Glower, D. D., et al. Linearity of the Frank-Starling relationship in the intact heart: the concept of preload recruitable stroke work. Circulation. 71 (5), 994-1009 (1985).
- Hendrick, D. A., Smith, A. C., Kratz, J. M., Crawford, F. A., Spinale, F. G. The pig as a model of tachycardia and dilated cardiomyopathy. Lab Anim Sci. 40 (5), 495-501 (1990).
- Wyler, F., et al. The Gottinger minipig as a laboratory animal. 5. Communication: cardiac output, its regional distribution and organ blood flow (author’s transl). Res Exp Med (Berl). 175 (1), 31-36 (1979).
- Cruz, F. E., et al. Reversibility of tachycardia-induced cardiomyopathy after cure of incessant supraventricular tachycardia. J Am Coll Cardiol. 16 (3), 739-744 (1990).
- Umana, E., Solares, C. A., Alpert, M. A. Tachycardia-induced cardiomyopathy. Am J Med. 114 (1), 51-55 (2003).
- Dixon, J. A., Spinale, F. G. Large animal models of heart failure: a critical link in the translation of basic science to clinical practice. Circ Heart Fail. 2 (3), 262-271 (2009).
- Xanthos, T., et al. Baseline hemodynamics in anesthetized landrace-large white swine: reference values for research in cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation models. J Am Assoc Lab Anim Sci. 46 (5), 21-25 (2007).
- Little, W. C. Diastolic dysfunction beyond distensibility: adverse effects of ventricular dilatation. Circulation. 112 (19), 2888-2890 (2005).
- Montgomery, C., Hamilton, N., Ianuzzo, C. D. Effects of different rates of cardiac pacing on rat myocardial energy status. Mol Cell Biochem. 102 (2), 95-100 (1991).
- Qin, F., Shite, J., Mao, W., Liang, C. S. Selegiline attenuates cardiac oxidative stress and apoptosis in heart failure: association with improvement of cardiac function. Eur J Pharmacol. 461 (2-3), 149-158 (2003).
