Chirurgische varkens Model van chronische cardiale ischemie behandeld door Off-Pump coronaire bypassoperatie Graft

Summary

Dit protocol biedt een chirurgische grote diermodel van chronische, één vaartuig ischemie die resulteert in regionale afwijkingen, maar maakt geen infarct, bekend als winterslaap myocard. Na totstandkoming van chronische ischemie, dieren worden behandeld met off-pomp LIMA-LAD coronaire bypass prothese chirurgie te revascularize de ischemische weefsel.

Abstract

Chronische cardiale ischemie dat belemmert de hartfunctie, maar niet leidt tot een infarct, heet overwinterende myocard (HM). Een grote klinische subset van coronaire ziekte (CAD) patiënten hebben HM, die in aanvulling op veroorzaken verminderde functie, zet ze op hoger risico voor aritmie en toekomstige cardiale evenementen. De standaard behandeling voor deze aandoening is revascularisatie, maar dit blijkt te zijn een onvolmaakte therapie. De meerderheid van de pre-klinische cardiale onderzoek richt zich op infarct modellen van cardiale ischemie, deze subset van chronische ischemie patiënten underserved grotendeels verlaten. Om aan te pakken dit hiaat in het onderzoek, hebben wij een goed gekarakteriseerd en zeer reproduceerbaar model van overwinterende myocard in varkens, ontwikkeld als varkens ideale translationeel modellen voor menselijk hart-en vaatziekten zijn. Naast het maken van dit unieke ziekte-model, hebben wij een model van de klinisch relevante behandeling van coronaire bypass chirurgie in varkens geoptimaliseerd. Dit kan we nauwkeurig bestuderen van de effecten van bypassoperatie op hart-en vaatziekten, evenals aanvullende of alternatieve therapieën te onderzoeken. Dit model induceert één vaartuig stenose operatief door het implanteren van een constrictor op de linker anterior aflopende (LAD) slagader in een jonge varken. Zoals het varken groeit, creëert de constrictor een geleidelijke stenose, wat resulteert in chronische ischemie met verminderde regionale functie, maar behoud van weefsel levensvatbaarheid. Na de totstandkoming van de overwinterende myocard fenotype voeren wij uit-pomp coronaire bypassoperatie graft om het revascularize van de ischemische regio, het nabootsen van de gouden standaard behandeling voor patiënten in de kliniek.

Introduction

Coronaire hartziekte (CHZ) treft naar schatting 15,5 miljoen mensen in de Verenigde Staten ¹ en is een van de belangrijkste doodsoorzaken wereldwijd. Terwijl het sterftecijfer CHD gekoppeld is gedaald in de afgelopen jaren, blijven de incidentie en de lasten voor de patiënten en de gezondheidszorg systeem hoog ¹. Primaire behandeling van ernstige CAD is revascularisatie, die verbetert overleving en vermindert angina pectoris^2,3,4. Hartfunctie depressief, vooral onder de toegenomen werklast blijft echter vaak en kan de voortgang naar hartfalen^5,6. Klinische proeven van coronaire bypass chirurgie (CABG) voor chronische ischemie tonen verbetering in overleving en symptomen, maar ejectie fractie toont slechts bescheiden verbeteringen van 8-10% ^7,8. Ons innovatieve en goed gekarakteriseerd varkens model van chronische myocardiale ischemie is een model van klinische CAD met progressieve vasculaire stenose. We hebben aangetoond dat verminderde myocardiale contractility ten gevolge van geleidelijke afname van de bloed stroom ⁹. Het myocardium doet niet infarct en levensvatbaar in dit scenario kan blijven. Herstel is mogelijk, maar de resultaten zijn variabel zelfs met tijdige revascularisatie. Chronisch ischemische myocard die levensvatbaar blijft wordt gekenmerkt door verminderde doorbloeding en functie in rust met ingehouden contractiele reserve genoemd HM en behandeling vereist CABG. Hoewel de revascularisatie van HM contractiele functie herstellen moet, blijkt experimentele en klinische waarnemingen dat het herstel onvolledig^8,10.

HM wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van levensvatbare nog disfunctionele myocard in aanwezigheid van regionale bloed stroom¹¹verminderd. Ondanks de verminderde contractility en metabole activiteit in rust, HM is in staat om aan te tonen van functionele en metabole reserve onder inotrope stimulatie¹². HM wordt vermoed in een meerderheid van de patiënten met CAD, en omvat een breed spectrum van de ziekte. In dit protocol, we laten zien onze gevestigde varkens model van HM omzeild met linker interne borstklier slagader (LIMA) LAD slagader die het klinische scenario bootst. De varkens bieden een uitstekend model voor hart-en vaatziekten over andere grote dieren, zoals zij geen epicardial “passerelle” zekerheden hebben. Hierdoor is de stenose van de LAD alleen tot regionale ischemie¹³.

Hier beschrijven we de chirurgische methode van inducerende overwinterende myocard in varkens door het creëren van één-schip stenose op de LAD slagader. Zodra chronische ischemie is vastgesteld (8 weken boekt implantaat van LAD constrictor), beschrijven we de methode van het herscheppen van de klinische behandeling voor HM in ons varkens-model: een off-pomp-coronaire bypass graft. Deze chirurgische methoden kunnen worden gebruikt niet alleen studeren een klinisch relevante model van chronische cardiale ischemie, maar ook om te onderzoeken van de effecten van bypassoperatie op cardiale ischemie, alsmede het testen van de mogelijke alternatieve of adjuvante therapieën voor cardiale ischemie.

Protocol

Alle dierlijke studies werden goedgekeurd door de institutionele Animal Care en gebruik commissies van de Minneapolis VA medisch centrum en de Universiteit van Minnesota. Volg huidige National Institutes of Health richtlijnen voor het gebruik en verzorging van proefdieren. 1. slaapstand chirurgie Dierlijke voorbereiding Een om model te maken van de overwinterende myocard, gebruik 5 – week oud, vrouwelijke, Yorkshire varkens, die in de range van 8-10 kg met 9,2 kg als het gemi…

Representative Results

Na de eerste slaapstand chirurgie, moet stenose meer dan 70% zitten kundig voor worden waargenomen door klinische beeldvormingstechnieken zoals angiografie of Cardiale MRI(Figuur 1). 8 weken na de chirurgische toepassing van de LAD constrictor, blijkt analyse van de regionale functie door ECHO of Cardiale MRI verminderde functie onder de toegenomen werklast (Figuur 2). Dit kan worden getest door het stimuleren va…

Discussion

Hier, laten we zien dat onze varkens model van HM nauwkeurig de klinische ervaring van patiënten met ziekte van één vaartuig bootst en linker ventriculaire functie behouden. Voorafgaand aan de revascularisatie vertonen dieren met één vaartuig HM minimale bijzondere waardevermindering in globale functie zoals gemeten door ejectie Fractie, maar significante vermindering van de Toon in regionale muur verdikking. Na de revascularisatie toont CMR beeldvorming op één of drie maanden van terugwinning bewaarde levensvatba…

Materials

Bair Hugger	3M	Model 505	Patient Warming system
SR Buprenorphine 10 mg/mL	Abbott Labs	NADA 141-434	Post operative Analgesic
Surgical Spring Clip	Applied Medical	A1801	Clamp end of LIMA after takedown
Arterial Line Kit	Arrow	ASK-04510-HF	Femoral catheter for blood pressure monitoring
1000mL 0.9% Sodium chloride	Baxter	2B1324X	IV replacement fluid
250 mL 0.9% saline	Baxter	UE1322D	Replacement IV Fluid
500mL 0.9% Sodium chloride	Baxter	2B1323Q	Drug delivery, Provide mist for Blower Mister
Flo-thru 1.0	Baxter	FT-12100	used to anastomos LIMA to L
Flo-thru 1.25	Baxter	FT-12125
Flo-thru 1.5	Baxter	FT-12150
Flo-thru 2.0	Baxter	FT-12200
Cloroprep	Becton Dickenson	260815	Surgical skin prep
Meloxicam	Boehringer Ingelheim Vetmedica, Inc.	0010-6013-01	NSAID for analgesia
Hypafix	BSN Medical	4210	Secure wound dressing and IV catheters
IV Tubing for Blower Mister	Carefusion	42493E	Adapts to IV Fluids for Blower/Mister
Bovie Cautery hand piece	Covidien	E2516	Hemostasis
Chest Tube	Covidien	8888561043	Evacuates air from chest cavity
Monopolar Cautery	Covidien	Valleylab FT10	Hemostasis
Telpha pad	Covidien	2132	Sterile wound dressing
4-0 Tevdek II Strands	Deknatel	7-922	Suture to secure constrictor around LAD
Propofol	Diprivan	269-29	Induction agent
long blade for laryngoscope	DRE	12521	Allows for visualization of trachea for intubation
ECG Pads	DRE	1496	Monitor heart rhythm
laryngoscope	DRE	12515
Anesthesia Machine + ventilator	DRE Drager- Fabius Tiro	DRE0603FT	Deliver Oxygen and inhalant to patient
5 Ethibond	Ethicon	MG46G	Suture
0 Vicryl	Ethicon	J208H	Suture
2-0 Vicryl	Ethicon	J317H	Suture
3-0 Vicryl	Ethicon	VCP824G	Suture
7-0 Prolene	Ethicon	M8702	Suture
Dermabond	Ethicon	DNX12	Skin adhesive
Ligaclips	Ethicon	MSC20	Surgical Staples for LIMA takedown
Sterile Saline 20 mL	Fisher Scientific	20T700220	Flush for IV catheters
Telazol 100 mg/mL	Fort Dodge	01L60030	Pre operative Sedative
Triple Antibiotic Ointment	Johnson & Johnson	23734	Topical over wound
6.0 mm ID endotracheal tube	Mallinckrodt	86049	Establish airway for Revasc,MRI and Termination
1" medical tape	Medline	MMM15271Z	Secure wound dressing and IV catheters
4.0 mm ID endotracheal tube	Medline	DYND43040	Establish airway for Hibernation
4.5 mm ID endotracheal tube	Medline	DYND43045	Establish airway for Hibernation
5.0 mm ID endotracheal tube	Medline	DYND43050	Establish airway for Hibernation
6.5 mm ID endotracheal tube	Medline	DYND43065	Establish airway for Revasc,MRI and Termination
7.0 mm ID endotracheal tube	Medline	DYND43070	Establish airway for Revasc,MRI and Termination
Bair Hugger Blanket -  Large size, underbody	Medline	AUG55501	Patient Warming system
Basic pack	Medline	DYNJP1000	Sterile drapes and table cover
Bone Wax	Medline	ETHW31G	Hemostasis of cut bone
Suction  tubing	Medline	DYND50223
Suction Container	Medline	DYNDCL03000
1 mL Syringe	Medtronic/Covidien	1188100777	Administer injectable agents
12 mL Syringe	Medtronic/Covidien	8881512878	Administer injectable agents
20 mL Syringe	Medtronic/Covidien	8881520657	Administer injectable agents
3 mL Syinge	Medtronic/Covidien	1180300555	Administer injectable agents
6  mL Syringe	Medtronic/Covidien	1180600777	Administer injectable agents
60 mL Syringe	Medtronic/Covidien	8881560125	Administer injectable agents
Blower Mister Kit	Medtronic/Covidien	22120	Clears surgical field for vessel anastomosis
Roncuronium	Mylan	67457-228-05	Neuromuscular blocking agent
# 40 clipper blade	Oster	078919-016-701	Remove hair from surgery sites
Hair Clipper	Oster	078566-011-002	Remove hair from surgery sites
Bupivicaine	Pfizer	00409-1161-01	Local Anesthetic
Cephazolin	Pfizer	00409-0805-01	Antibiotic
Heparin	Pfizer	0409-2720-03	anticoaggulant
Lidocaine 2%	Pfizer	00409-4277-01	Local Anesthetic/ antiarrthymic
Succinylcholine 20 mg/mL	Pfizer	00409-6629-02	Neuromuscular blocking agent
Anesthesia Monitor	Phillips  Intellivue	MP70	Supports ventilation with inhalant
Artificial Tears	Rugby	0536-1086-91	Lubricate eyes to prevent corneal drying
Buprenorphine 0.3 mg/mL	Sigma Aldrich	B9275	Pre operative Analgesic for survivial procedures
Isoflurane	Sigma Aldrich	CDS019936	General Anesthestic- Inhalant
36” Pressure monitoring tubing	Smith’s Medical	MX563	Connect art. Line  to transducer
48” Pressure monitoring tubing	Smith’s Medical	MX564	Connect art. Line  to transducer
Jelco 18 ga IV catheter	Smiths medical	4054	IV access in Revasc, MRI and Term
Jelco 20 ga IV catheter	Smiths medical	4059	IV access in the MRI
Jelco 22 ga  IV catheter	Smiths medical	4050	IV access in Hibernation Procedure
OPVAC Synergy II	Terumo Cardiovascular System	401-230	Heart positioner and Stabilizer
Sternal Saw/ Necropsy Saw	Thermo Fisher	812822	Used to open chest cavity
Delrin Constrictor	U of MN	Custom made	Creates stenosis of LAD
Oxygen Tank E cylinder	various	various	Used for Blower Mister if anesthesia machine doesn't have auxiliary flow meter
Pressure Transducer	various	Must adapt to anesthesia monitor	Monitor direct arterial pressures
Xylazine 100 mg/mL	Vedco	468RX	Pre operative Sedative/ analgesic