Myokardinfarkt durch perkutane Embolisationsspulenentfaltung in einem Schweinemodell
Summary
Myokardinfarkt (MI) Tiermodelle, die den natürlichen Prozess der Krankheit beim Menschen nachahmen, sind entscheidend für das Verständnis pathophysiologischer Mechanismen und die Prüfung der Sicherheit und Wirksamkeit neuer aufkommender Therapien. Hier beschreiben wir ein MI-Schweinemodell, das durch den Einsatz einer perkutanen Embolisationsspule erstellt wurde.
Abstract
Der Myokardinfarkt (MI) ist weltweit die häufigste Todesursache. Trotz der Verwendung evidenzbasierter Behandlungen, einschließlich koronarer Revaskularisation und Herz-Kreislauf-Medikamenten, entwickelt ein erheblicher Teil der Patienten einen pathologischen linksventrikulären Umbau und eine fortschreitende Herzinsuffizienz nach MI. Daher wurden neue therapeutische Optionen, wie unter anderem Zell- und Gentherapien, entwickelt, um verletztes Myokard zu reparieren und zu regenerieren. In diesem Zusammenhang sind Tiermodelle von MI von entscheidender Bedeutung, um die Sicherheit und Wirksamkeit dieser experimentellen Therapien vor der klinischen Translation zu untersuchen. Große Tiermodelle wie Schweine werden aufgrund der hohen Ähnlichkeit von Schweinen und menschlichen Herzen in Bezug auf die Anatomie der Koronararterien, die Herzkinetik und den Post-MI-Heilungsprozess gegenüber kleineren bevorzugt. Hier wollten wir ein MI-Modell in Pig durch permanenten Spuleneinsatz beschreiben. Kurz gesagt, es umfasst eine perkutane selektive Koronararterienkanülierung durch retrograden Femurzugang. Nach der Koronarangiographie wird die Spule am Zielzweig unter fluoroskopischer Führung eingesetzt. Schließlich wird eine vollständige Okklusion durch wiederholte Koronarangiographie bestätigt. Dieser Ansatz ist machbar, hochgradig reproduzierbar und emuliert die Pathogenese der menschlichen nicht-revaskularisierten MI, wobei die traditionelle Operation des offenen Brustkorbs und die anschließende postoperative Entzündung vermieden werden. Abhängig von der Zeit des Follow-ups eignet sich die Technik für akute, subakute oder chronische MI-Modelle.
Introduction
Myokardinfarkt (MI) ist weltweit die häufigste Ursache für Mortalität, Morbidität und Behinderung1. Trotz der derzeitigen therapeutischen Fortschritte entwickelt ein erheblicher Teil der Patienten einen nachteiligen ventrikulären Umbau und eine fortschreitende Herzinsuffizienz nach MI, was zu einer schlechten Prognose aufgrund ventrikulärer Dysfunktion und plötzlichem Tod führt 2,3,4. Neue therapeutische Optionen zur Reparatur und/oder Regeneration von verletztem Myokard stehen daher auf dem Prüfstand, und translationale MI-Tiermodelle sind entscheidend für die Prüfung ihrer Sicherheit und Wirksamkeit. Obwohl mehrere Modelle für die kardiovaskuläre Forschung verwendet wurden, darunter Ratten5,6, Mäuse7,8, Hunde9 und Schafe 10, sind Schweine aufgrund ihrer hohen Ähnlichkeit mit dem Menschen in Bezug auf Herzgröße, Koronararterienanatomie, Herzkinetik, Physiologie, Stoffwechsel und den Post-MI-Heilungsprozess eine der besten Optionen für die Modellierung von Herzischämiestudien11. 12,13,14,15.
In diesem Zusammenhang stehen viele verschiedene offen-chirurgische und perkutane Ansätze zur Verfügung, um MI-Schweinemodelle zu entwickeln. Der Ansatz der offenen Brust beinhaltet ein linkslaterales Thorakotomieverfahren und ist unter anderem bei der Durchführung einer chirurgischen Koronararterienligatur 16,17, einer myokardischen Kryoverletzung, einer Kauterisation 12 und der Platzierung der Koronararterien eines hydraulischen Okkluds 18 oder eines ameroiden Konstriktors 19 nützlich. Die chirurgische Koronarokklusion wurde ausgiebig eingesetzt, um neue therapeutische Optionen wie kardiale Gewebezüchtung und Zelltherapie zu testen, da sie einen breiten Zugang und eine visuelle Beurteilung des Herzens ermöglicht. Im Gegensatz zu menschlicher MI kann es jedoch zu chirurgischen Adhäsionen, angrenzender Narbenbildung und postoperativer Entzündungkommen 17. Myokard-Kryo-Verletzung und Kauterisation sind leicht reproduzierbare Techniken, reproduzieren aber nicht die pathophysiologische MI-Progression, die beim Menschen beobachtet wurde12. Auf der anderen Seite wurden mehrere perkutane Techniken entwickelt, um eine vorübergehende oder dauerhafte Koronarblockade zu erzeugen. Diese umfassen die transkoronare oder intrakoronare Ethanolablation 20,21, die Okklusion durch Ballonangioplastie 22 oder die Abgabe thrombogener Materialien wie Agarosegelkügelchen 23, Fibrinogengemische9 oder Spulenembolisation 17,24. Während die Ballonangioplastie besser für Ischämie- / Reperfusionsstudien geeignet ist, ist der Einsatz von Koronarspulen eine der besten Optionen für die Modellierung von nicht revaskularisiertem MI. Dieser perkutane Ansatz ist machbar, konsistent reproduzierbar und vermeidet eine Operation am offenen Brustkorb. Es ermöglicht eine präzise Kontrolle der Infarktstelle und führt zu einer Pathophysiologie, die der eines menschlichen, nicht reperfundierten MI ähnelt. Darüber hinaus eignet sich die Spulenembolisation zur Modellierung von akuter, subakuter oder chronischer MI; chronische kongestive Herzinsuffizienz; oder Herzklappenerkrankung17.
Das vorliegende Protokoll zielt darauf ab, zu beschreiben, wie ein MI-Schweinemodell durch permanenten Spuleneinsatz entwickelt werden kann. Kurz gesagt, es umfasst eine perkutane selektive Koronararterienkanülierung durch retrograden Femurzugang. Nach der Koronarangiographie wird eine Spule an der Zielasterarterie unter fluoroskopischer Führung eingesetzt. Schließlich wird eine vollständige Okklusion durch wiederholte Koronarangiographie bestätigt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Eine Spule, die in einer Koronararterie eingesetzt wird, bietet ein reproduzierbares und konsistentes präklinisches, nicht reperfundiertes MI-Modell bei Schweinen, mit dem neue kardiovaskuläre therapeutische Strategien entwickelt und getestet werden können.
In unseren Händen betrug die Mortalität bei der Nachuntersuchung 19% im Zusammenhang mit Komplikationen der MI, meist innerhalb der ersten 24 Stunden des Eingriffs. Alle diese Todesfälle stehen im Zusammenhang mit der natürlichen Ges…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken dem Center of Comparative Medicine and Bioimaging of Catalonia (CMCiB) und den Mitarbeitern für ihren Beitrag zur Durchführung von Tiermodellen. Diese Arbeit wurde vom Instituto de Salud Carlos III (PI18/01227, PI18/00256, INT20/00052), der Sociedad Española de Cardiología und der Generalitat de Catalunya [2017-SGR-483] unterstützt. Diese Arbeit wurde auch durch die Projekte Red de Terapia Celular – TerCel [RD16/0011/0006] und CIBER Cardiovascular [CB16/11/00403] im Rahmen des Plan Nacional de I+D+I finanziert und durch die ISCIII-Subdirección General de Evaluación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) kofinanziert. Dr. Fadeuilhe wurde durch ein Stipendium der Spanischen Gesellschaft für Kardiologie (Madrid, Spanien) unterstützt.
Materials
| 6-F JR4 0-71"guiding catheter | Medtronic | LA6JR40 | 6F JR4 90 cm Guiding catheter |
| Adrenaline 1 mg/mL | B.Braun | National Code (NC). 602486 | Adrenaline |
| Atropine 1 mg/mL | B.Braun | NC. 635649 | Atropine |
| Betadine | Mylan | NC. 694109-1 | Povidone iodine solution |
| Bupaq 0.3 mg/mL | Richter Pharma AG | NC. 578816.6 | Buprenorphine |
| Dexdomitor 0.5 mg/mL | Orion Pharma | NC. 576303.3 | Dexmedetomidine |
| Draxxin | Zoetis | NC. 576313.2 | Tulathromycin |
| EMERALD Guidewire | Cordis | 502-585 | 0.035-inch J-tipped wire |
| External defibrillator | DigiCare | CS81XVET | Manual external defibrillator |
| Fendivia 100 µg/h | Takeda | NC. 658524.5 | Fentanyl transdermal patch |
| Guidewire Introducer Needle 18 G x 7 cm | Argon | GWI1802 | Introducer needle |
| Heparine 1% | ROVI | NC. 641647.1 | Heparin |
| Hi-Torque VersaTurn F | Abbott | 1013317J | 0.014-inch 200 cm Guidewire |
| IsoFlo | Zoetis | 50019100 | Isoflurane |
| Ketamidor | Richter Pharma AG, | NC. 580393.7 | Ketamine |
| Lidocaine 50 mg/mL | B.Braun | NC. 645572.2 | Lidocaine |
| MD8000vet | Meditech Equipment | MD8000vet | Multi-parameter monitor |
| Midazolam | Laboratorios Normon | NC. 624437.1 | Midazolam |
| Prelude.6F.11 cm (4.3").0.035" (0.89 mm).50 cm (19.7").Double Ended.Stainless Steel.6F.16 | Merit | PSI-6F-11-035 | 6F Vascular sheath |
| Propovet Multidosis 10 mg/mL | Zoetis | NC. 579742.7 | Propofol |
| RENEGADE STC-18 150/20/STRAIGHT/1RO | Boston Scientific | M001181370 | 150 cm length with 0.017-inch inner diameter Microcatheter |
| Ruschelit | Teleflex | 112482 | Endotracheal tube with balloon (#6.5) |
| SPUR II | Ambu | 325 012 000 | Airway mask bag unit-ventilation (AMBU) |
| Vasofix 20 G | B.Braun | 4269098 | 20 G Cannula |
| Visipaque 320 mg/mL USB 10 x 200 mL | General Electrics | 1177612 | Iodinated contrast medium |
| VortX-18 Diamond 3 mm/3.3 mm | Boston Scientific | M0013822030 | Coil |
| WATO EX-35 | Mindray | WATO EX-35Vet | Anesthesia machine |
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