Syftet med detta protokoll är att Visa placeringen av en fördröjd snåriga enhet (en ameroid constrictor) runt ett kranskärl i svin modell. Denna enhet skapar en ischemisk hjärta som är användbar för att studera nya diagnostiska avbildningstekniker och nya behandlingsmetoder.
Hjärt-kärlsjukdom är fortfarande den främsta orsaken till dödlighet i USA. Det finns många metoder för behandling av dessa sjukdomar, men oavsett vilken metod, en in-vivo -modell behövs för att testa varje behandling. Grisen är ett av de mest använda stora djurmodeller för kardiovaskulär sjukdom. Dess hjärta är mycket lik i anatomi och funktion som en människa. Ameroid placering tekniken skapar en ischemisk hjärtat, som har många användbara applikationer studera hjärtinfarkt. Denna modell har använts för kirurgisk forskning, farmaceutiska studier, avbildningstekniker och cellterapi.
I området i närheten finns det flera sätt att inducera en ischemisk område i hjärtat. Alla har sina fördelar och nackdelar, men placeringen av ett ameroid constrictor förblir den mest använda tekniken. De huvudsakliga fördelarna med att använda ameroid är dess förekomst i befintlig forskning, dess tillgänglighet i olika storlekar att rymma anatomi och storleken på fartyget till vara trängd, kirurgi är en relativt enkel procedur, och den postoperativa övervakning är minimal, eftersom inga externa enheter att upprätthålla. Här finns en detaljerad översikt av rätt teknik för placering av den ameroid constrictor.
Kranskärlssjukdom (CAD), vilket leder till myokardischemi, är den vanligaste orsaken till funktionshinder, död och vårdkostnaderna runt den värld4 och hänförligt för cirka 1 av varje 3 dödsfall i USA1,2 , 3 , 4 , 5 , 6. även om det har gjorts många framsteg i både perkutan och kirurgiska behandlingar, så många som en tredjedel av patienterna lider av CAD är berättigade till dessa behandlingar på grund av ålder, dålig hälsa eller suboptimala anatomi4, 5 , 6 , 7. för att utvärdera nya metoder för bilddiagnostik eller behandling, utvecklingen av en lämplig djurmodell är kritisk.
När man utvecklar en djurmodell för en sjukdom, bör den inducerade sjukdomen nära emulera de anatomiska och fysiologiska egenskaperna av sjukdomen i människor8,9. En av de mest använda stora djur för hjärt-studier är grisen. Gris hjärtat är närmast jämförbar med det mänskliga hjärtat när det gäller storlek, anatomi och fysiologi3,6. Liknar det mänskliga hjärtat, hjärtmuskeln grisens hjärta äger inte en omfattande säkerheter omlopp6. På grund av detta, gris hjärtat tål inte akut koronar ocklusion väl, men det tål en gradvis ocklusion av kranskärl. Om ett kranskärl är långsamt ockluderas, kan det användas som en modell för kronisk myokardischemi, kronisk hjärtinfarkt och hjärtsvikt5,6,9,10, 11 , 12 , 13. kronisk myokardischemi kan induceras genom stent implantation eller placeringen av en hydraulisk occluder, en fast stenos occluder eller en ameroid constrictor. Det finns fördelar och nackdelar för alla dessa metoder som beskrivs i detalj i olika publikationer6,9,13 , men den vanligaste metoden är den ameroid placering5, 6,10,11.
Den ameroid constrictor består av kasein material innesluten inom ett rostfritt stål, plast eller Titan ring. När placeras runt en artär (oftast vänster främre fallande kranskärl (LAD) eller vänster cirkumflex kranskärl (LCX)), kasein materialet absorberar den omgivande vätskan orsakar inre lumen till smala gradvis, härma den långsamma stenos av en artär och resulterar slutligen full i ocklusion9,13,14. Detta förfarande används för sig eller tillsammans med andra metoder resulterar i en region av kronisk myokardiell ischemi eller infarkt av vänster kammare i hjärtat som har varit användbara för att utveckla och utvärdera nya imaging tekniker8, 10,15, terapeutiska behandlingar7,16,17,18 och kirurgiska ingrepp19,20.
Ameroid constrictors har använts i stor utsträckning att skapa djurmodeller av kronisk myokardischemi, kronisk hjärtinfarkt och hjärtsvikt5,6,7,9,10 , 11 , 12 , 13 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. även om dessa modeller kan skapas med hjälp av stent, hydrauliska ögonmusslan eller fasta stenos ögonmusslan, förekomsten av ameroid användning i vetenskaplig litteratur tillåter forskare att noggrannare jämföra resultaten av deras arbete med tidigare publicerade studier5,6,7,9,10,11,12,13, 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. en annan fördel med att använda den ameroid constrictor är att förfarandet är relativt enkelt och framgångsrikt kan utföras av någon med rimliga kirurgisk kompetens och kräver inga specialiserade instrument. De andra ovannämnda metoderna kräver större tekniska kunskaper och, när det gäller den hydrauliska occluder, kräver intensiv postoperativ övervakning på grund av den externalized enhet6,13.
Den största begränsningen med att använda den ameroid constrictor är variationen av ocklusion9,13. I allmänhet har de flesta studier med hjälp av den ameroid constrictor hittat graden av stenos vara störst i de två första veckorna och sedan gradvis avta tills fullständig ocklusion uppstår23,24. Ex vivo studier direkt mäta andelen stängning av ameroid lumen har bekräftat att den största sänkningen i lumen diameter inträffar under de första två veckorna och saktar därefter25,26. Dock har dessa samma studier också visat att omgivande glukos och protein koncentrationer kan påverka hastigheten och fullständighet av ameroid stängningen, tyder därmed på att i vivo villkor är troligen ansvarig för variationer i ameroid priser ocklusion25,26. Andra utredare har föreslagit att mekanisk trauma, inflammation, fibros och tromb bildas orsakas av ameroid placering själva förfarandet kan bidra till denna variabilitet5,6,25 . Det senare scenariot är troligen orsaken till den förtida dödsfall och hjärtsvikt observerades i denna studie. Det kan inte vara stressad nog vikten av att göra känsliga, men ändå tillräckligt, artär dissektion på vardera sidan av ameroid att förhindra veck av fartyget.
Lämplig placering av ameroid constrictor är avgörande för att utveckla ett ischemisk område av hjärtat som är tillräckligt stor för att behandla men inte så stort att det leder till döden. Att placera den ameroid constrictor på LCX innan den första trubbiga marginella grenen verkar fungera bäst i Yorkshire svin. Som rapporterats någon annanstans, resulterade detta i en ischemisk område på cirka 25-30% av den vänstra ventrikeln6. Placera ameroid lägre någon resulterade i en ischemisk område som var otillräcklig för den särskilda behandling som var som undersöks i denna studie.
Arytmier inträffar under det kirurgiska ingreppet är sällsynta. Administrering av orala amiodaron efter drift genom slutet av studien, kan förhindra arytmier under 2 till 3 veckor efter operationen, när ameroid stängs av. Dessutom, bör fastighetsskötsel och medicinsk personal vara särskilt vaksamma på att notera någon hosta under denna tid, som kan vara ett tidigt tecken på pulmonell ödem/hjärtsvikt.
Utformningen av den ameroid constrictor har förbättrats med åren. Ameroids finns för närvarande i ett flertal storlekar tillåter kirurgen att välja en ameroid som motsvarar diametern på fartyget att vara ockluderas. Den yttre ringen på ameroid finns i rostfritt stål, Titan eller plast. Detta är särskilt viktigt när du utvärderar drabbade hjärtan med MRI. Alla metall kommer att orsaka en artefakt på MRI bilder. Titan ameroids orsaka mindre av en artefakt än rostfritt stål, medan plast ingen lämnar alls. MRI-bilder som visar skillnaden mellan en Titan ameroid och en plast ameroid visas i figur 2 och figur 3, respektive. Artefakten på höger sida av hjärtat i figur 2 orsakas av Titan ringen innesluta ameroid. Tills nyligen var inneslutning ringen på den plast ameroid alltför skrymmande för att placera runt ett kranskärl utan veck fartyget. Den ameroid constrictor används i denna studie (se Tabell för material) är en mycket mer strömlinjeformad version, som har samma yttre diameter som den metall ameroids.
The authors have nothing to disclose.
Intern finansiering tillhandahölls för detta projekt av Division av intramurala forskning, nationella hjärta, lungor och blod institutet vid National Institutes of Health. Vi skulle vilja erkänna Dr James Hawkins, Dr. Robert Hoyt, The NIH Division av veterinärresurser och personal för Cardiothoracic kirurgi forskning program vid NIH.
Anesthesia: ketamine | Putney, INC | Dose: 25mg/kg, IM | |
Anesthesia: midazolam | App Pharmaceuticals | Dose: 0.75mg/kg, IM | |
Anesthesia: isoflurane | Baxter | Dose: 1-3%, INH | |
Antibiotics: amoxicillin and clavulanate potassium | WG Critical Care | Dose: 15mg/kg, IV | |
Antibiotics: piperacillin and tazobactam | Fresenius Kabl | Dose: 100mg/kg, PO | |
Analgesia: buprenorphine (sustained release) | Zoo Pharm | 10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC | |
Analgesia: fentanyl patch | Mylan | Dose: 25-50mcg/hr, TD | |
Analgesia: bupivicaine 0.25% | Hospira | Give SC at incision site for analgesia | |
Alcohol 70% | Humco | NDC 0395-4202-28 | for scrubbing surgical site |
Chlorhexidine scrub 2% | Vet One | 510083 | for scrubbing surgical site |
Datex-Ohmeda Aestiva /5 anesthesia machine | GE Healthcare Madison WI. | ||
Pediatric anesthesia circuit | Westmed | 7-8901 | www.westmedinc.com |
Water blanket | Cincinnati Sub Zero | Blanketrol 2 | |
EKG | Medtronics- Physiocontrol | LifePak 20 | |
Oxygen saturation monitor | GE Healthcare Madison WI. | ||
Temperature probe | GE Healthcare Madison WI. | ||
Electrical cautery unit | Valley Labs | Force 2 | Cut-30 Coag-40 |
Endotracheal tube | Hudson RCI | HUD510312 | Hudson brand – appropriate size for animal |
Intravenous catheter, size 20 gauge | Santa Cruz Biotechnology, Inc | SC-360097 | Fluid and drug administration |
Lactated Ringers Solution | Hospira | NDC 0409-7953-03 | |
Macro IV drip set 15 drops/ml | Hospira | 12672-28 | |
Surgical gowns | Kimberly Clark | 90142 | |
Utility drapes | Kimberly Clark | 89731 | |
Adult laparotomy drape | Medline | DYNJP3004 | |
Sterile surgical gloves | Cardinal Health (Allegiance) | 22537-570 | Size 7 – use appropriate size for surgeon |
Needle mat – sterile | Medline | NC30MBR | |
Cautery pencil | Medline | ESPB 2000 | |
Suction tubing | Medline | DYND50251 | |
Suction tip; Yankauer | Medline | DYND50130 | |
Suction cannister | Cardinal Health (Allegiance) | 65651-220 | |
Ameroid constrictors sizes 2.5mm -3.5mm | Research Instruments SW, Inc. | 760-764-9411 | Types: Stainless steel, titanium, or plastic |
3-way stopcock | Cardinal Health (Allegiance) | 455991 | For chest tube |
Stomach tube – 18 Fr | Cardinal Health (Allegiance) | DC4418 | For chest tube |
60cc syringe | Cardinal Health (Allegiance) | SY35060LL | For chest tube |
3cc syringe | Cardinal Health (Allegiance) | SY35003LL | For post-op analgesia injection |
Skin stapler – 35W | Ethicon Endo-Surgery | PMW 35 | skin closure |
Scalpel blade – size #10 | Cardinal Health (Allegiance) | 32295-010 | |
Mini silicone vessel loops 1 Pak | Aspen Surgical | 011001PBX | for elevating circumflex artery to apply ameroid |
1 (polypropylene) taper | Ethicon | BB #8425H | close ribs |
2-0 (polypropylene) taper | Ethicon | SH #8523 | close muscle layers |
4-0 (polypropylene) taper | Ethicon | BB #8581H | close pericardium |
20 gauge needle | Cardinal Health (Allegiance) | 81-200219 | post-op analgesia injection |
antimicrobial drape | 3M | 6640EZ | |
Finochietto rib retractor – infant size | Codman | 50-8057 | |
Potts-Smith scissors | Roboz | RS-6043 | |
Babcock forceps | Roboz | RS-8022 | |
Pean hemostatic forceps curved | Codman | 30-4565 | |
scalpel handle #7 | Codman | 11-5534 | |
Brown Adson forceps | Roboz | RS-5231 | |
Debakey forceps | Roboz | RS-7562 | |
Mayo scissors | Roboz | RS-6870SC | |
Metzenbaum dissecting scissors | Codman | 36-5011 | |
Metzenbaum dissecting scissors | Codman | 36-5016 | |
Mayo-Hegar needle holder | Codman | 36-2017 | |
Ryder needle holder | Codman | 36-3012 | |
Kelly hemostatic forceps | Roboz | RS-7130 | |
Reynolds hemostatic forcep | Roboz | RS-7211 | |
Weitlander retractor | Roboz | RS-8612 | |
Yorkshire domestic pigs |