Chirurgico suina modello di Ischemia cardiaca cronica trattato con intervento di Bypass coronarico fuori pompa

Summary

Questo protocollo presenta un modello animale grande chirurgico di ischemia cronica, singola nave che provoca anomalie regionali ma non crea infarto, conosciuto come il miocardio hibernating. Seguito istituzione di ischemia cronica, gli animali sono trattati con fuori-pompa LIMA-LAD bypass coronarico per revascularize tessuto ischemico.

Abstract

Ischemia cardiaca cronica che altera la funzione cardiaca, ma non si traduca in infarto, viene definito il miocardio hibernating (HM). Un grande sottoinsieme clinico dei pazienti della coronaropatia (CAD) ha HM, che oltre a causare la funzione alterata, li mette a rischio per aritmie e futuri eventi cardiaci. Il trattamento standard per questa circostanza è rivascolarizzazione, ma questo ha dimostrato di essere una terapia imperfetta. La maggior parte della ricerca pre-clinica cardiaca si concentra sui modelli di infarto di ischemia cardiaca, lasciando questo sottoinsieme dei pazienti di ischemia cronica in gran parte scarsamente. Per colmare questa lacuna nella ricerca, abbiamo sviluppato un modello ben caratterizzato e altamente riproducibile del miocardio hibernating in maiali, come suina è modelli ideali traslazionali per la malattia di cuore umano. Oltre a creare questo modello di malattia unica, abbiamo ottimizzato un modello di trattamento clinicamente rilevanti della chirurgia di bypass coronarico in maiali. Questo ci permette con precisione studiare gli effetti dell’intervento di bypass sulla malattia cardiaca, come pure studiare terapie aggiuntive o alternative. Questo modello induce chirurgicamente stenosi singolo vaso impiantando un constrictor sull’arteria discendente anteriore sinistra (ragazzo) in un giovane maiale. Come cresce il maiale, il costrittore crea una stenosi progressiva, con conseguente ischemia cronica con alterata funzione regionale, ma preservare la vitalità dei tessuti. A seguito dell’istituzione del fenotipo miocardio ibernato, eseguiamo intervento di bypass coronarico fuori pompa per revascularize la regione ischemica, che imita il trattamento oro-standard per i pazienti della clinica.

Introduction

Malattia coronarica (CHD) colpisce circa 15,5 milioni di persone in Stati Uniti d’America ¹ ed è una delle principali cause di morte a livello globale. Mentre il tasso di mortalità connesso con CHD è sceso negli ultimi anni, l’incidenza e l’onere per i pazienti e il sistema sanitario rimangono alta ¹. Trattamento primario di CAD severo è rivascolarizzazione, che migliora la sopravvivenza e riduce l’angina^2,3,4. Tuttavia, la funzione cardiaca spesso rimane depressa, soprattutto sotto il carico di lavoro aumentato e può progredire a insufficienza cardiaca^5,6. I test clinici di chirurgia di bypass coronarico (CABG) per ischemia cronica dimostrano miglioramento nella sopravvivenza e sintomi, ma espulsione frazione spettacoli solo modesti miglioramenti di 8-10% ^7,8. Il nostro modello innovativo e ben caratterizzati suina di ischemia del miocardio cronica è un modello di clinica CAD con stenosi vascolare progressiva. Abbiamo dimostrato ridotta contrattilità del miocardio derivanti dalla progressiva riduzione di flusso di sangue ⁹. Il miocardio non non infarto e possa rimanere vitale in questo scenario. Recupero è possibile, anche se i risultati sono variabili anche con rivascolarizzazione tempestiva. Cronicamente miocardio ischemico che rimane vitale è stata caratterizzata da riduzione del flusso sanguigno e funzione a riposo con riserva contrattile mantenuto è stato chiamato HM e trattamento richiede CABG. Anche se la rivascolarizzazione dell’HM dovrebbe ristabilire la funzione contrattile, osservazioni cliniche e sperimentali dimostrano che il recupero è incompleto^8,10.

HM è caratterizzata dalla presenza di vitali ancora miocardio disfunzionale in presenza di riduzione di flusso sanguigno regionale¹¹. Nonostante alterata contrattilità e attività metabolica a riposo, HM è in grado di dimostrare la riserva funzionale e metabolica sotto stimolazione inotropa¹². HM è ritenuto sospetto in una maggioranza dei pazienti con CAD e comprende un ampio spettro di malattia. In questo protocollo, dimostriamo il nostro modello di suina stabilito di HM aggirato con arteria mammaria interna di sinistra (LIMA) all’arteria LAD che simula lo scenario clinico. La suina fornisce un eccellente modello di malattia di cuore sopra altri grandi animali come non hanno collaterals passerella dell’epicardio. In questo modo la stenosi del ragazzo da solo per provocare l’ischemia regionale¹³.

Qui, descriviamo il metodo chirurgico dell’induzione del miocardio hibernating in maiali con la creazione del singolo-vaso stenosi all’arteria del ragazzo. Una volta stabilita l’ischemia cronica (8 settimane post impianto di constrictor LAD), descriviamo il metodo di ricreare il trattamento clinico per HM nel nostro modello suina: innesto di esclusione di un’arteria coronaria della fuori-pompa. Questi metodi chirurgici possono essere utilizzati per studiare non solo un modello clinicamente rilevante di ischemia cardiaca cronica, ma anche per studiare gli effetti della chirurgia del bypass su ischemia cardiaca così come prova di potenziali terapie alternative o adjunctive per ischemia cardiaca.

Protocol

Tutti gli studi sugli animali sono stati approvati dalle commissioni di utilizzo del Minneapolis VA Medical Center e l’Università del Minnesota e istituzionali Animal Care. Seguire le attuali linee guida per l’uso e la cura di animali da laboratorio National Institutes of Health. 1. sospensione chirurgia Preparazione degli animali Per creare un modello del miocardio hibernating, utilizzare 5 – settimana-vecchio, donna, maiali Yorkshire, che pesano nella gamma di 8-10 kg con …

Representative Results

Dopo l’intervento chirurgico iniziale sospensione, stenosi supera al 70% dovrebbe essere in grado di essere osservato da tecniche di imaging clinici come angiografia o cardiaco MRI (Figura 1A). 8 settimane dopo l’applicazione chirurgica del constrictor LAD, analisi della funzione regionale di ECHO o MRI cardiaco rivelano la funzione ridotta sotto carico di lavoro aumentato (Figura 2). Questo può essere testato s…

Discussion

Qui, indichiamo che il nostro modello di suina di HM accuratamente imita l’esperienza clinica dei pazienti con la malattia del singolo vaso e funzione ventricolare sinistra conservata. Prima la rivascolarizzazione, Mostra degli animali con singolo vaso HM danno minimo nella funzione globale come misurata dalla frazione di espulsione, ma Visualizza significativa riduzione di ispessimento di parete regionali. Dopo la rivascolarizzazione, formazione immagine di CMR a uno o tre mesi di recupero dimostra conservata pervietà …

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