Kirurgisk svin modell av kronisk hjertesvikt Ischemia behandlet av av pumpen koronar Bypass pode kirurgi

Summary

Denne protokollen presenterer en kirurgisk store dyr modell av kronisk, enkelt fartøyet ischemia som resulterer i regionale unormalt, men oppretter ikke betennelsessykdommer, kjent som dvalemodus myokard. Etter etableringen av kronisk iskemi, dyr behandlet med av-pumpe LIMA-GUTTEN Koronar bypass pode kirurgi til revascularize iskemiske vevet.

Abstract

Kronisk hjertesvikt ischemia som svekker hjertefunksjon, men ikke resulterer i betennelsessykdommer, kalles dvalemodus myokard (HM). Store klinisk delsett av coronary arterien sykdom (CAD) pasienter har HM, som i tillegg til forårsaker nedsatt funksjon, setter dem i høyere fare for arytmi og fremtidige cardiac hendelser. Standard behandling for denne tilstanden er revaskularisering, men dette har vist seg å være en imperfektum terapi. Fleste av pre-klinisk cardiac forskning fokuserer på betennelsessykdommer modeller av cardiac iskemi, forlater dette delsettet av kronisk iskemi pasienter hovedsakelig underserved. For å dekke dette gapet i forskning, har vi utviklet en godt karakterisert og svært reproduserbar modell av dvalemodus myokard i svin, som svin er ideelle translasjonsforskning modeller for menneskelig hjerte sykdom. Foruten skaper dette unike sykdom modell, har vi optimalisert en klinisk relevante behandling modell av koronar bypasskirurgi i svin. Dette tillater oss å nøyaktig studere virkningene av bypasskirurgi på hjertet sykdom, samt undersøke ytterligere eller alternative terapier. Denne modellen induserer kirurgisk enkelt fartøyet stenose av implanting en constrictor på venstre fremre synkende (gutt) arterien i en ung gris. Som grisen vokser, skaper constrictor en gradvis stenose, resulterer i kroniske iskemi med nedsatt regionale funksjon, men beholde vev levedyktighet. Etter etableringen av dvalemodus myokard fenotypen utfører vi av pumpe Koronar bypass pode kirurgi for å revascularize regionen iskemiske, etterligne gull-standard behandling for pasienter i klinikken.

Introduction

Koronar hjertesykdom (CHD) påvirker anslagsvis 15,5 millioner mennesker i USA ¹ og er en av de viktigste årsakene til død globalt. Mens dødelighet forbundet med CHD har gått ned i de senere år, fortsatt forekomsten og belastningen på pasienter og helsevesenet høy ¹. Primær behandling av alvorlige CAD er revaskularisering, som forbedrer overlevelse og reduserer angina^2,3,4. Men hjertefunksjon ofte svake, spesielt under økt arbeidsbelastning og kan utvikle seg til hjertesvikt^5,6. Kliniske studier av koronar bypasskirurgi (CABG) for kronisk iskemi viser forbedring i overlevelse og symptomer, men utstøting brøkdel viser bare beskjeden forbedringer av 8-10% ^7,8. Våre innovative og godt karakterisert svin modell av kronisk myokardisk iskemi er en modell av klinisk CAD med progressiv vaskulær stenose. Vi har vist redusert myocardial contractility som følge av gradvis reduksjon i blodet flyt ⁹. Myokard ikke ikke betennelsessykdommer og kan være levedyktig i dette scenariet. Gjenoppretting er mulig, men resultatene er variabel selv med tidsriktig revaskularisering. Kronisk iskemiske myokard er levedyktig har vært preget av redusert blodstrøm og funksjon i ro med beholdt kontraktile reserve har blitt kalt HM og behandlingen krever CABG. Selv om revaskularisering av HM skal gjenopprette kontraktile funksjonen, viser eksperimentelle og kliniske observasjoner at gjenopprettingen er ufullstendig^8,10.

HM er preget av tilstedeværelsen av levedyktig ennå dysfunksjonelle myokard i nærvær av redusert regionale blodet flyt¹¹. Til tross for svekket contractility metabolsk aktivitet ved hvile, HM er kjøpedyktig demonstrere funksjonelle og metabolske reserve under inotrope stimulering¹². HM er mistenkt i et flertall av pasienter med CAD, og omfatter et bredt spekter av sykdom. Denne protokollen viser vi vår etablerte svin modell av HM omgås med venstre interne mammary artery (LIMA) til GUTTEN arterien som etterligner klinisk scenariet. Svin gir en utmerket modell av hjertesykdommer over andre store dyr som de ikke har epicardial bygge bro materiell. Dette gjør stenose i GUTTEN alene vil føre til regionale iskemi¹³.

Her beskriver vi de kirurgisk metoden for å indusere dvalemodus myokard i svin ved å opprette enkelt-fartøy stenose på arteria GUTTEN. Når kronisk iskemi er opprettet (8 uker etter implant av GUTTEN constrictor), vi beskriver metoden for å gjenskape den kliniske behandlingen for HM i svin modellen: en av pumpe Koronar bypass pode. Disse kirurgiske metoder kan brukes ikke bare studere en klinisk relevante modell av kronisk hjertesvikt iskemi, men også for å undersøke effekten av bypasskirurgi på cardiac iskemi, samt teste mulige alternative eller Tilleggsbehandling behandlingsformer for cardiac ischemia.

Protocol

Alle dyrestudier ble godkjent av institusjonelle Animal Care og bruk komiteer av Minneapolis VA Medical Center og University of Minnesota. Følge gjeldende National Institutes of Health retningslinjer for bruk og omsorg forsøksdyr. 1. dvalemodus kirurgi Dyr forberedelse Opprette en modell av dvalemodus myokard, bruk 5 – uke gamle, kvinnelig, Yorkshire griser, som veier mellom 8-10 kg med 9,2 kg som den gjennomsnittlige vekten. For pre kirurgisk helse overvåking, …

Representative Results

Etter innledende dvalemodus kirurgi kunne stenose større enn 70% observeres av klinisk Bildeteknikker som angiography eller hjerteassistanse MRI (figur 1A). 8 uker etter kirurgisk anvendelsen av GUTTEN constrictor, avslører analyse av regionale funksjon av ekko eller hjerte Mr redusert funksjonen under økt arbeidsbelastning (figur 2). Dette kan testes ved å stimulere hjertet med dobutamin (5mg/kg/min), og må…

Discussion

Her viser vi at vår svin modell av HM nøyaktig etterligner klinisk opplevelsen av pasienter med enkelt fartøyet sykdom og bevart venstre ventrikkel-funksjonen. Før revaskularisering utstilling dyr med enkelt fartøyet HM minimalt verdifall i global funksjon målt ved utstøting brøkdel, men viser betydelig reduksjon i regionale veggen jevning. Etter revaskularisering demonstrerer CMR imaging ett eller tre måneder av utvinning bevarte levedyktighet og pode patency men vedvarende regionale dysfunksjon, som bemerket a…

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