Vi beskriver en steril perikarditmodell i minipigs för att studera förmaksmyopati och förmaksflimmer (AF). Vi presenterar kirurgiska och anestetiska tekniker, strategier för vaskulär åtkomst och ett protokoll för att studera inducerbarheten av AF.
Förmaksflimmer (AF) är den vanligaste arytmin som orsakas av strukturell ombyggnad av förmaken, även kallad förmaksmaksmaksopati. Nuvarande terapier riktar sig endast mot de elektriska avvikelserna och inte den underliggande förmaksmaksmaksopatin. För utveckling av nya terapier är en reproducerbar stor djurmodell av förmaks myopati nödvändig. Denna uppsats presenterar en modell av steril perikarditinducerad förmaksmyopati hos Aachener-minipigs. Steril perikardit inducerades genom sprutning av steril talk och lämnade ett lager steril gasbindning över förmaksepikardiell yta. Detta ledde till inflammation och fibros, två viktiga komponenter i patofysiologin för förmaks myopati, vilket gjorde förmaken mottaglig för induktion av AF. Två pacemakerelektroder placerades epikardiellt på varje atrium och kopplades till två pacemakers från olika tillverkare. Denna strategi möjliggjorde upprepad icke-invasiv förmaksprogrammerad stimulering för att bestämma inducerbarheten av AF vid angivna tidpunkter efter operationen. Olika protokoll för att testa AF-inducerbarhet användes. Fördelarna med denna modell är dess kliniska relevans, med AF-inducerbarhet och snabb induktion av inflammation och fibros – båda närvarande i förmaks myopati – och dess reproducerbarhet. Modellen kommer att vara användbar vid utveckling av nya terapier riktade mot förmaksmaksmaksopati och AF.
Förmaksflimmer (AF) är den vanligaste hjärtarytmin, vilket leder till betydande sjuklighet, dödlighet och sjukvårdskostnader1. I många fall är AF bara det elektriska symptomet på den underliggande förmaksmaksmaksopatin, som definieras av strukturell, elektrisk, autonom och kontraktil ombyggnad av förmaken. Denna förmaksmaksmaksopati kan leda till AF och stroke 2,3. De flesta terapier riktar sig endast mot den elektriska ombyggnaden men riktar sig inte mot de underliggande strukturella förändringarna i förmaken (inflammation och fibros)4,5,6,7. Detta är förmodligen en av anledningarna till att nuvarande terapier endast är marginellt effektiva, särskilt vid mer avanceradförmaksmaksmaksmaksopati 8.
En reproducerbar djurmodell är avgörande för att rikta inflammation och fibros som finns i förmaks myopati. Förmaks takypacingmodeller har utvecklats i flera stora djurarter 9,10,11,12. I dessa modeller är förmaksvävnaden kontinuerligt tempo under långa perioder för att inducera elektriska och så småningom strukturella förändringar. De största nackdelarna med takypacingmodeller är den långa varaktigheten innan strukturella tecken på förmaks myopati uppträder och deras relevans endast för kliniska syndrom där elektriska abnormiteter utvecklas före förmaks myopati. En teoretisk risk är pacing-lead failure på grund av fibros under lång uppföljning9.
I modeller av steril perikardit sprutas steril talk över förmakens epikardiella yta för att inducera en akut inflammatorisk och fibrotisk reaktion, vilket resulterar i förmaksmyopati13,14. Grisar har hjärtanatomi och fysiologi som liknar människans, och därför har svinmodeller hög translationell relevans. Fördelarna med att använda minigrisar är att de är lättare att hantera på grund av sin mindre storlek än konventionella grisstammar och kan bibehållas under en lång period utan någon signifikant ökning av kroppsvikt10. Alla dessa skäl gör steril perikardit hos minipriggar till en utmärkt modell för undersökning av förmaksmyopati och flimmer. Detta protokoll och video syftar till att underlätta installationen av denna modell i olika forskningsanläggningar och standardisera protokoll för att studera INDUCERBARHETEN AV AF.
En tillförlitlig stordjursmodell är en stor tillgång för studier av förmaksmaksmaksopati och AF och utvecklingen av nya terapier för AF. Implantation av pacemakerledningar på förmaksepkardiet möjliggjorde en longitudinell uppföljning och repetitiv elektrofysiologisk testning, vilket är svårt hos små djur. Minipigs är lätta att hantera, och deras hjärtan är strukturellt och fysiologiskt liknar det mänskliga hjärtat10.
Den sterila perikarditmodellen är…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes av ett forskningsbidrag från Industrieel OnderzoeksFonds/Strategisch Basisonderzoek (IOF/SBO) (PID34923) och ett Geconcerteerde Onderzoeksactie (GOA) -bidrag (PID36444) från Antwerpens universitet; genom ett stipendium för senior klinisk prövare (till VFS) och forskningsbidrag från fonden för vetenskaplig forskning Flandern (ansökningsnummer 1842219N, G021019N, G0D0520N och G021420N), genom ett forskningsbidrag från ERA.Net RUS Plus (2018, Project Consortium 278); genom ett Vlaamse Interuniversitaire Raad/Interuniversitair Bijzonder OnderzoeksFonds (VLIR/iBOF) bidrag (20-VLIR-iBOF-027). Vi tackar företagen Abbott och Boston Scientific för att de sponsrat en stor del av pacemakerledarna och företagen, Medtronic och Biotronik, för lånet av en pacemakerprogrammerare. Vi tackar djurpersonalen vid universitetet i Antwerpen djuranläggning för deras utmärkta vård av djuren.
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 |