Modelo de suíno cirúrgico da isquemia cardíaca crônica, tratado pela cirurgia de Bypass coronário de bomba

Summary

Este protocolo apresenta um modelo animal grande cirúrgico de isquemia crônica, o único navio que resulta em anormalidades regionais, mas não cria infarto, conhecido como miocárdio em hibernação. Após o estabelecimento da isquemia crônica, os animais são tratados com bomba LIMA-rapaz artéria coronária cirurgia de bypass para revascularize o tecido isquêmico.

Abstract

Isquemia cardíaca crônica que prejudica a função cardíaca, mas não resulta em infarto, é denominada miocárdio em hibernação (HM). Um grande subconjunto clínico de (CAD) coronariopatas ter HM, que além de causar a função prejudicada, os coloca em maior risco de arritmia e futuros eventos cardíacos. O tratamento padrão para esta condição é a revascularização, mas isto foi mostrado para ser uma terapia imperfeita. A maioria de pesquisa pré-clínica cardíaca centra-se em modelos de infarto de isquemia cardíaca, deixando este subconjunto de pacientes de isquemia crônica largamente subatendidas. Para resolver esta lacuna na pesquisa, desenvolvemos um modelo bem caracterizado e altamente reprodutível do miocárdio em hibernação em suínos, como suína é os modelos de translação ideais para a doença de coração humano. Além de criar este modelo exclusivo da doença, otimizamos a um modelo de tratamento clinicamente relevantes da cirurgia de bypass da artéria coronária em suínos. Isso nos permite com precisão estudar os efeitos de uma cirurgia de bypass na doença cardíaca, bem como investigar terapias complementares ou alternativas. Esse modelo induz cirurgicamente estenose única nave implantando um constrictor na esquerda artéria descendente anterior (LAD) em um porco jovem. Como cresce o porco, a constrictor cria uma estenose gradual, resultando em isquemia crônica com insuficiência regional, mas preservando a viabilidade do tecido. Na sequência do estabelecimento do fenótipo miocárdio hibernando, realizamos a cirurgia de bypass coronário bomba para revascularize da região isquêmica, imitando o padrão-ouro de tratamento para pacientes na clínica.

Introduction

Doença cardíaca coronariana (CHD) afeta cerca de 15,5 milhões pessoas no Estados Unidos ¹ e é uma das principais causas de morte globalmente. Enquanto a taxa de mortalidade associada com CHD diminuiu nos últimos anos, a incidência e a carga sobre o sistema de saúde e pacientes permanecem alta ¹. Tratamento primário de CAD grave é a revascularização, que melhora a sobrevivência e reduz a angina,^2,3,4. No entanto, muitas vezes função cardíaca permanece deprimida, especialmente sob carga de trabalho aumentada e pode progredir para insuficiência cardíaca^5,6. Ensaios clínicos de cirurgia de bypass de artéria coronária (CABG) por isquemia crônica demonstram melhoria na sobrevivência e sintomas, mas a ejeção fração mostra melhorias apenas modesta de 8-10% ^7,8. Nosso modelo inovador e bem caracterizadas suína de isquemia miocárdica crônica é um modelo de CAD clínica com estenose vascular progressiva. Temos demonstrado reduzida contratilidade miocárdica resultante da redução gradual no fluxo de sangue ⁹. O miocárdio é que não infarto e pode permanecer viável neste cenário. Recuperação é possível, embora os resultados são variáveis, mesmo com revascularização oportuna. Cronicamente caracterizou-se pela redução do fluxo sanguíneo miocárdio isquêmico que permanece viável e função em repouso com reserva contrátil retido foi denominada HM e tratamento requer CABG. Embora a revascularização de HM deve restaurar a função contrátil, observações experimentais e clínicas demonstram que a recuperação é incompleta^8,10.

HM é caracterizada pela presença de viável ainda disfuncional miocárdio na presença de redução de fluxo de sangue regional¹¹. Apesar de prejudicada contratilidade e atividade metabólica em repouso, HM é capaz de demonstrar a reserva funcional e metabólica sob estimulação inotrópica¹². HM, é suspeito de a maioria dos pacientes com DAC e engloba um amplo espectro de doenças. Neste protocolo, demonstramos nosso modelo estabelecido suína de HM contornado com a artéria mamária interna esquerda (LIMA) a artéria de rapaz que imita o cenário clínico. Os suínos fornecem um excelente modelo de doença cardíaca sobre outros animais de grandes porte como eles não tem colaterais pontes Epicárdica. Isso permite que a estenose do menino sozinho para resultar em isquemia regional¹³.

Aqui, descrevemos o método cirúrgico de induzir miocárdio hibernando em suínos criando single-navio estenose na artéria do rapaz. Uma vez que a isquemia crônica foi estabelecida (8 semanas pós implante de constrictor rapaz), descrevemos o método para recriar o tratamento clínico para HM em nosso modelo de suínos: uma bomba revascularização enxerto. Estes métodos cirúrgicos podem ser usados para estudar não só um modelo clinicamente relevante de isquemia cardíaca crônica, mas também para investigar os efeitos de uma cirurgia de bypass na isquemia cardíaca, bem como testar potenciais terapias alternativas ou adjuvante para isquemia cardíaca.

Protocol

Todos os estudos em animais foram aprovados pelo cuidado de Animal institucional e comissões de utilização de a Minneapolis VA Medical Center e da Universidade de Minnesota. Siga orientações de institutos nacionais de saúde atuais para o uso e cuidados de animais de laboratório. 1. hibernação cirurgia Preparação de animais Para criar um modelo de miocárdio em hibernação, uso 5 – semana de idade, do sexo feminino, os porcos de Yorkshire, que pesam na faixa de 8-1…

Representative Results

Após a cirurgia inicial de hibernação, estenose superior a 70% deve ser capaz de ser observada por clínicas técnicas de imagem como a angiografia ou cardíaco MRI (Figura 1A). 8 semanas após a aplicação cirúrgica de constrictor rapaz, análise da função regional por eco ou ressonância magnética cardíaca revela função reduzida sob maior carga de trabalho (Figura 2). Isso pode ser testado, estimulan…

Discussion

Aqui, nós mostramos que nosso modelo suíno de HM imita a experiência clínica de pacientes com doença de nave única com precisão e função ventricular esquerda preservada. Antes da revascularização, animais com único navio HM exibem comprometimento mínimo na função global, medido pela fração de ejeção, mas mostrar redução significativa no espessamento da parede regional. Após a revascularização, imagem latente da CMR em um ou três meses de recuperação demonstra preservada patência viabilidade e …

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