Summary

정형외 심장 이식의 전 임상 돼지 모델

Published: April 27, 2019
doi:

Summary

여기에서, 우리는 새로운 심장 보호 전략을 조사하기 위하여 확고하게 확립되고 이용된 정형포피성 심혼 이식의 전임상 대형 동물 (돼지) 모형을 기술합니다.

Abstract

첫 번째 성공적인 보고 다음 50 년, 심장 이식은 진행성 심부전을 가진 적격 한 환자에 대 한 금 표준 치료 남아. 심장 이식의 여러 작은 동물 모델 새로운 치료의 급성 및 장기 효과 공부 하는 데 사용 되었습니다. 그러나, 몇몇은 임상 시험에서 시험되고 입증된 성공. 기본적인 연구 결과의 효율적이고 믿을 수 있는 번역을 위해 임상적으로 관련된 대형 동물 모델에서 새로운 치료법을 평가하는 것이 매우 중요합니다. 여기에서, 우리는 단단히 확립되고 이전에 새로운 심장 보호 전략을 조사하기 위하여 이용된 정형포피성 심혼 이식의 전임상 대형 동물 (돼지) 모형을 기술합니다. 이 절차는 급성 허혈 재관류 상해에 초점을 맞추고 murine 모형과 같은 더 작은 실험 모형에서 시험되고 검증된 새로운 내정간섭을 조사하는 믿을 수 있는 방법입니다. 우리는 초기 이식 후 기간 동안 심장 성능 과 모델에 의해 활성화 된 다른 잠재적 인 가능성을 평가에 그것의 유용성을 보여줍니다.

Introduction

첫번째 성공적인 보고 다음 50 년, 심장 이식은 향상된 심부전을가진 적격한 환자를 위한 금 표준 처리 남아 1. 최대 4시간의 허혈시간이 적절히 허용되지만, 6시간 이상의 허혈시간은 열등한 결과2. 1 차 적인 이식 기능 장애는 이식 다음 초기이환 및 사망률의 주요 원인 남아 2,3. 1차 이식 기능 장애의 원인은 다인성이며 이식 시 지속되는 한계 장기, 수용자 폐 혈관 질환, 과급성 거부, 허혈재관류 손상의 사용을 포함한다 3.

여러 연구는 1 차적인 이식 기능 장애의 부각을 감소시키기 위하여 기증자 심혼 보존을 위한 새로운 방법을 조사했습니다 4,5,6,7. 허혈 재관류 상해 또는 이종성 심장 이식의 뮤린 모델에서 새로운 기술과 치료를 평가하는 것이 일반적입니다. 또한, 소형 동물 모델은 생존 모델및 장기 후속 조치를 허용하여 거부 및 심장 동종 이식 혈관병증의 발달을 조사하기 위해11,12,13. 그러나, 이러한 전략의 대부분은 초기 임상 파일럿 시험을 실패하거나이 단계에 도달하지 않습니다. 기초 연구 결과의 효율적이고 믿을 수 있는 번역을 위해 임상적으로 관련된 대형 동물 모형에 있는 새로운 치료를 평가하는 것이 가장 중요합니다.

돼지 심장은 종종 큰 동물 모델을 사용할 때 인간의 심장과 가장 해부학적으로 유사한 것으로 간주됩니다. 이와 같이, 그것은 심장 수술 연구를 수행 하는 이상적인 플랫폼. 그러나 돼지 모델을 사용할 때 고려해야 할 몇 가지 중요한 요소가 있습니다. 첫째, 조직은 전형적으로 깨지기 쉽고 부서지기 쉬운 것으로, 특히 오른쪽 심방및 폐 동맥에서, 눈물이 나는 경향이 있는14로기술된다. 추가적으로, 돼지 심혼은 조작에 민감하고 부정맥에 수그린 여겨지기 때문에, 실험의 시작부분에 각 동물에게 항성 미충제를 일상적으로 투여해야 하는 이유입니다. 돼지 모델과 임상 심장 이식 사이의 중요한 해부학적 차이는 관상 동맥 부비동으로 직접 배출되는 돼지의 왼쪽 hemiazygous 정맥입니다. 이것은 지속적인 출혈을 피하기 위해 받는 사람 절차 동안 결찰되어야합니다. 마지막으로, 돼지 모델은 허혈에 매우 민감하지만, 심장 이식15에서급성 연구에 여전히 적합하다.

이 원고는 새로운 심장 보호 전략5,6,8을 조사하기 위해 확고하게 확립되고 활용된 정형화 심장 이식의 전임상 대형 동물(porcine) 모델을 설명합니다. ,9.

Protocol

기관 동물 관리 위원회는 모든 실험 프로토콜과 동물을 승인했다 “실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드” 실험실 동물 자원 연구소에 의해 준비, 국가 연구 위원회, 1996. 수컷 요크셔 돼지(40-50 kg)는 정형외 심장 이식을 수행하는 데 사용되었다(동물 크기는 조사자의 재량및 실험 목표에 따라 달라질 수 있다). 1. 기증자 절차 마취 유도 및 동물 준비: 케타민 (20…

Representative Results

이 전임상 모델은 1994년 5,6,8,9부터성공적으로 사용되어 왔다. 표 1은 기준선에서 취한 압력-부피 관계 및 심초음파 파라미터, 그리고 5가지 실험 세트에서 3시간 이식 후의 대표적인 결과를 보여 준다. 우리는 이식 다음 근위수축성의 감소를 볼 수 있지만, 이것은 통계적으로 유의하지 않?…

Discussion

이 원고는 정형화 심장 이식의 대형 동물 전임상 모델을 기술한다. 이종성 심장 이식의 다양한 작은 동물 모델은 장기 보존을 개선하고 허혈 재관류 손상을 감소시키기 위해 새로운 치료법의 효과를 연구하는 데 성공적으로 사용되어 왔다11,12 ,12, 13. 또한, 작은 동물 모델은 생존 모델과 거부 및 심장 동종 이식 혈관 병증의 개…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 아무런 인정이 없습니다.

Materials

Amiodarone Purchased from institutional pharmacy
Angiocath 20G BD 381704
Calcium Chloride 1g/10ml Purchased from institutional pharmacy
Cardioplegia solution This should be chosen at the investigators discretion. 
Cautery Pencil Covidien E2515H
Central Venous Catheter double-lumen Cook Medical C-UDLM-501J-LSC
CPB pack Medtronic Custom-made cardiopulmonary bypass perfusion circuit.
D5W 5% 250ml Baxter JB1064
DLP Aortic Root Cannula/stabber Medtronic 12218
DLP single-lumen venous cannula (24F or 28F) This should be chosen at the investigators discretion. 
Dobutamine Purchased from institutional pharmacy
Electrode Polyhesive Covidien E7507
EOPA arterial cannula (17F or 21F) This should be chosen at the investigators discretion. 
Epinephrine Purchased from institutional pharmacy
Eppendorf Tubes, 1.5 mL Sarstedt  72.690.001
Gloves, nitrile, medium Fischer 27-058-52
Heparin 1000 IU/ml Purchased from institutional pharmacy
Ketalean (Ketamine) inj. 100mg/ml, 50ml/vial Health Canada Requires health canada approval
Lidocaine/Xylocaine 1% Purchased from institutional pharmacy
Magnesium Sulfate 5g/10ml Purchased from institutional pharmacy
Midazolam inj. USP 5mg/ml vial/10ml Health Canada Requires Health canada approval
MPS Quest delivery disposable pack Quest medical 5001102-AS
NACL 0.9% 1L Baxter JB1324
Organ Bag CardioMed 2990
Pipette Tips, 1 mL Fisherbrand 02-707-405
Propofol 1mg/ml Purchased from institutional pharmacy
Rocuronium Purchased from institutional pharmacy
Set Admin Prim NF PB W/Checkvalve Smith Medical 21-0442-25 Intravenous infusion pump line. Researchers should choose infusion lines compatible with the infusion pump available at their facilities
Set Intro Sheath 8.5FRx 10CM Arrow SI-09880
Sofsilk 0 wax coated Covidien S316
Solumedrol 500mg/5ml Purchased from institutional pharmacy
Suction tip Covidien 8888501023
Suction Tubing 1/4" x 120" Med-Rx 70-8120
Suture 5.0 Prolene BB Ethicon 8580H
Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 Ethicon 8521H
Sutures 2.0 Prolene Blu M SH Ethicon 8523H
Sutures BB 4.0 Prolene  Ethicon 8881H
Tracheal Tube, 6.5mm Mallinckrodt 86449

Referências

  1. Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-third Adult Heart Transplantation Report-2016; Focus Theme: Primary Diagnostic Indications for Transplant. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (10), 1158-1169 (2016).
  2. Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation_ Thirty-first Official Adult Heart Transplant Report-2014; Focus Theme_ Retransplantation. The. Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (10), 996-1008 (2014).
  3. Cosío Carmena, M. D. G., Gómez Bueno, M., et al. Primary graft failure after heart transplantation: characteristics in a contemporary cohort and performance of the RADIAL risk score. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 32 (12), 1187-1195 (2013).
  4. Fedak, P. W. M., Rao, V., et al. Combined endothelial and myocardial protection by endothelin antagonism enhances transplant allograft preservation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 129 (2), 407-415 (2005).
  5. Ramzy, D., Rao, V., et al. Cardiac allograft preservation using donor-shed blood supplemented with L-arginine. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (10), 1665-1672 (2005).
  6. Rao, V., Feindel, C. M., Weisel, R. D., Boylen, P., Cohen, G. Donor blood perfusion improves myocardial recovery after heart transplantation. Journal of Heart and Lung Transplantation. 16 (6), 667-673 (1997).
  7. Wicomb, W. N., Cooper, D. K., Barnard, C. N. Twenty-four-hour preservation of the pig heart by a portable hypothermic perfusion system. Transplantation. 34 (5), 246-250 (1982).
  8. Badiwala, M. V., Ramzy, D., et al. Donor pretreatment with hypertonic saline attenuates primary allograft dysfunction: a pilot study in a porcine model. Circulation. 120, 206-214 (2009).
  9. Ribeiro, R. V. P., Badiwala, M. V., Ramzy, D., Tumiati, L. C., Rao, V. Recipient Hypertonic Saline Infusion Prevents Cardiac Allograft Dysfunction. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. , (2018).
  10. Townsend, D. Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse. Journal of Visualized Experiments. (111), e53810 (2016).
  11. Ratschiller, T., Deutsch, M. -. A., et al. Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (102), e52907 (2015).
  12. Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Transplantation. 1, (2018).
  13. Gong, W. Mouse Heterotopic Abdominal Heart Transplant Model. Rodent Transplant Medicine. , 107-118 (2014).
  14. Robinson, N., Souslian, L., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Dalmasso, A. P., Bianco, R. W. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , 469-491 (2015).
  15. Bianco, R. W., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Voight, J., Dalmasso, A. P. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , 393-410 (2009).
check_url/pt/59197?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Ribeiro, R. V. P., Alvarez, J. S., Yu, F., Adamson, M. B., Fukunaga, N., Serrick, C., Bissoondath, V., Meineri, M., Badiwala, M. V., Rao, V. A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation. J. Vis. Exp. (146), e59197, doi:10.3791/59197 (2019).

View Video