慢性血栓栓塞性肺动脉高压和右心室功能的仔猪评估

摘要

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

摘要

慢性右室（RV）功能障碍相关的慢性血栓栓塞性肺动脉高压（CTEPH）的原始仔猪模型描述。肺动脉高压（PH），通过肺血管床的逐渐阻塞引起在3周龄仔猪。左肺动脉（PA）的连接是通过一个微型开胸进行的第一次。第二，右下肺叶的每周栓塞被透视引导下在5个星期进行与正丁基-2-氰基丙烯酸酯。意思ritght心脏catheterism测量肺动脉压（mPAP），逐步增加，以及右心房压力和肺血管阻力（PVR）5.周后相比，深水动物。右心室（RV）结构和功能的重塑是由胸超声心动图（RV直径，右心室壁厚度，右心室收缩功能）进行评估。 RV顺应性和RV-肺动脉连接是由压力容积环评价（PVL）分析电导法。还进行了肺和右心室的组织学研究。分子分析了RV新鲜组织可以通过反复的皮心内膜心肌活检进行。肺微血管病变的梗阻和通畅的领土被利用分子生物学分析和病理肺活检研究。此外，可靠性和再现性与一系列在动物的PH严重性被相关联。人类CTEPH疾病的大多数方面转载于该模型，它允许新的前景的基本机制（线粒体，炎症）和重载右心室的新的治疗方法（有针对性的，细胞的或基因疗法），但也肺微血管的理解疾病。

引言

慢性血栓栓塞性肺动脉高压（CTEPH）是肺动脉高压（PH）的亚型因慢性肺血管床阻塞通过与一个或多个急性肺栓塞^1-3持久的和有组织的血块。阻塞性和非阻塞性微血管病变的组合导致肺血管阻力⁴的额外增加。右心室必须先适应代偿肥大来维持心输出量。如果不进行治疗，右心室扩张和故障转移时间。在当今时代，pH值保持尽管使用现代靶向治疗^5的渐进性和经常致命的疾病。许多研究表明，右心室（RV）适应压力负荷是生存PH患者的主要决定因素。出于这个原因，理解从自适应于适应不良的RV重塑过渡背后的机制是一个梯形用于治疗和开发板的pment的新疗法。因为PH是罕见的，组织取样是在这些体弱患者几乎是不可行的，实验研究是必需的。此外，临床前研究是强制性的，以确定与肺血管受益的药物不会导致RV功能障碍。

多年，PH值和右心室衰竭的不同实验模型已开发具有优点和局限性^6,7。在药理鼠模型（野百合，SU5416，缺氧），pH值和右心衰继发于一个巨大的炎症，缺血或毒性应激可能导致几个"边效应"和偏差分子途径分析。 Furthemore，在鼠模型的RV心内膜活检应不sacrifying动物非常具有挑战性。手术车型较大的动物都更符合生理，但不影响肺血管（肺动脉环缩，全身体肺分流术）或诱发急性PH和RVF（急性肺栓塞）。这篇文章的目的是描述CTEPH的原始模型仔猪更能代表CTEPH病理生理机制。这种大型动物模型使重复一般在临床实践中（右心脏导管插入术）进行跟踪变化，肺血流动力学和右心室功能无创和有创测量。

研究方案

该方案经动物实验的当地伦理委员会和制度委员会对我们机构的动物福利。所有动物人文关怀符合"实验动物保健的原则"，由国家通过全国学会医学研究和"指南实验动物的护理和使用"编写的实验动物资源研究所制定并公布卫生研究院（NIH出版号86-23，1996年修订）。

一般考虑:所有的动物都必须受到尊重，根据3R原则的规则（国家大剧院更换细化和研究降低动物）。外科手术必须以严格的无菌和以同样的方式来进行，对于人类。所有的医疗器械必须是无菌的。

1.麻醉协议

注:大白衣Ë仔猪体重20公斤（3周龄）被使用。肺动脉高压逐渐引起。第一步通过左侧开胸涉及左肺动脉（PA）结扎。下面的步骤包括在5周执行每周PA栓塞的。所有程序均在全身麻醉下进行的。

1. 在手术前，不要喂动物12小时。
2. 做仔猪的术前用药，进行一次肌肉注射用30毫克/公斤盐酸氯胺酮和aropine 0.05毫克/公斤的颈部肌肉，在手术前30分钟^。8
3. 当猪被麻醉的，将导管插入耳静脉。
4. 插管前执行芬太尼静脉推注（0.005毫克/千克）和丙泊酚（2毫克/千克）。在耳静脉Cisatracurium（0.3毫克/千克）静脉内注射和插管的猪（用7法国探针非选择性插管^）9。
5. 广场上的仔猪连续监测设备:连续心电图，呼气_的 CO 2和血氧^8,9。通过插入颈动脉的动脉流场导管超声检查指导下，监测动脉压^8-10。
6. 保持用异氟烷（2％）在100％的氧气补充，芬太尼连续静脉输注（0.004毫克/千克）和丙泊酚（3毫克/ kg）的全身麻醉。
7. 添加antibioprophylaxy与注射Cefatoxine（1克）和庆大霉素（80毫克）。
8. 防止内部手术和术后疼痛注射纳布啡（0.01毫克/千克），TID
9. 检查每15分钟麻醉的完整性:缺乏运动，稳定的心脏速率，血压，氧的。
10. 眼睛上使用兽医药膏，以防止干燥，而在麻醉下。

2.结扎左肺动脉

1. 安装在左侧卧位的仔猪，剃手术区消毒皮肤与alcoholiÇ解决方案。使用本地无菌区。
2. 通过在^第 4次肋间'空间小左外开胸（5至10厘米）打开胸腔。不要去肩胛骨的尖端​​后面。仔细缩回朝向隔膜的肺。
3. 一旦理想的手术窗口的位置，缩回左奇静脉和与不可吸收2/0丝捆扎之前解剖主左肺动脉。
   注意:不要打开心包这是非常重要的。
4. 层与吸收缝合线后，关闭胸部层。使用胸管去除术后气胸。就在仔猪拔管后取出胸腔引流管。

3.栓塞右下叶肺动脉

1. 全身麻醉后，把仔猪在仰卧位。开展连续监测血氧，呼气_的 CO 2，心电图，平均全身血压（MPA）和平均肺动脉压（mPAP）在整个过程。
2. 将所有的经皮导管与回声指导。插入动脉6弗伦奇导管在颈动脉的血压监测并通过颈静脉8法国鞘在上腔静脉（具有45°角的方向执行穿刺2厘米以上的胸骨上切迹）。
3. 在透视引导，插入，通过8套神父，在右肺动​​脉5法国血管造影导管。导管的尖端必须在节段性下叶肺动脉。
4. 准备的材料为肺动脉栓塞:1毫升软组织胶含有N-丁基-2-氰基丙烯酸酯加入到2毫升脂质对比染料的。
   注意事项:避免与N-丁基-2-氰基丙烯酸酯皮肤或眼睛接触。
5. 当血管造影导管处于有利位置，注入0.2毫升至0.4毫升制剂在肺动脉。通过测量评估栓塞的公差肺动脉压/ MPA的比例不应该超过0.5。停止栓塞如果氧饱和度为<90％，和/或MPA下60毫米汞柱和/或心输出量下降为低于2升/分。
6. 取出血管造影导管鞘并进行穿刺部位的数字压缩。

4.血流动力学评估

1. 全身麻醉后，在仰卧位放置仔猪。开展连续监测血氧的，呼气CO _2，心电图，全身血压（MPA）和肺血压（mPAP）整个过程。
2. 通风具有最低氧合指数₂尽可能根据氧饱和度（> 95％）的仔猪。
3. 将所有的经皮导管回声指导下进行。动脉6弗伦奇导管插入颈动脉和8法国鞘插入到上腔静脉（执行穿刺2厘米以上的胸骨上切迹用45°角方向）。
4. 插入7法国Swan-Ganz导管肺动脉主干。评估心输出量通过热稀释技术，用注射10毫升生理盐水溶液在4℃下。
5. 记录以下参数:收缩压，舒张压和平均全身和肺动脉压，心脏速率，氧饱和度，右心房压，心输出量。

右心室5.超声心动图评价

1. 全身麻醉后，安​​装在仰卧位仔猪和执行根据的RV筛选人指引一个跨胸超声心动图检查。在呼气末暂停录制视频循环。

6.压力容积环的电导法评估

1. 全身麻醉后，安​​装仔猪在仰卧位置。开展连续监测血氧的，呼气CO _2，心电图，全身血压（MPA）和肺血压（mPAP）整个过程。
2. 插入动脉6弗伦奇导管在右侧或左侧颈动脉和左心室血管造影导管。插入一个9法国鞘中的上腔静脉，一个8法国在右侧或左侧股静脉和动脉皮科导管在右或左股动脉。将所有的经皮导管回声指导下进行。
3. 根据制造商的建议进行的电导探针的压力和体积校准。通过采样5毫升动脉血测量血液电阻率（的Rho）。收获5毫升动脉血，脱空气的注射器，并填写探针为血电阻^10-13的测量。
4. 通过9Fr鞘在上级veina静脉插入在右心室的电导导管。放置正确地与透视引导导管的末端。放置导管的端部中的钻机的顶部HT心室和插入所有只要有可能在心室。
5. 控制环路的质量。 （图6）
6. 插入一个气球消耗的经股静脉下veina静脉。将肢体略低于右心房。使用透视指导。
7. 右心室的基础状态和过程下腔静脉闭塞记录的压力容积环前面所描述的^10-12。 （图7）

右心室7.心内膜心肌活检

1. 全身麻醉后，在仰卧位放置仔猪。开展连续监测血氧的，呼气CO _2，心电图，全身血压（MPA）和肺血压（mPAP）整个过程。
2. 经皮插入一个10法国护套上腔静脉。插入7法国天鹅 - 冈茨（SG）探头，并在合适的阿特里长7.5法式导管鞘嗯。将SG探针的末端是公置于右心室（RV），充气SG探针的气球，按长鞘导管中对气球的RV。放气的气球，并删除了SG探头离开长鞘导管的RV。长鞘的尖端的好位置由X线透视及超声心动图的控制。
3. 将在长鞘biotome并根据回声，透视和心电图控制进行心内膜心肌活检。

8.一般手术后护理注意事项

1. 手术后，只有自主呼吸功能恢复后拔管的仔猪。
2. 对于术后用药，进行注射Cefatoxine（1克）肌内模具5天，并提供appropieted镇痛（Buprenorphin，肌肉内注射0.01毫克/公斤出价10天。
3. 不要让已经接受了手术给其他动物的公司，直到完全REC动物overed。

9.安乐死方法

1. 安乐死在遵循情况的动物;端的实验，在一个星期内失去的重量的15％或更多，unibability充分养活自己，厌食，不可治疗感染，疼痛或其它didease，疾病影响太严重:发绀，呼吸困难主要
2. 期间与sevoluorane 8％全身麻醉，注射高剂量的丙泊酚（0.5毫克/千克）用致死剂量的氯化钾（0.2克/公斤）相关联。当心脏停止在舒张，harveste的心脏和肺部集团为了做组织学和分子研究。

结果

Feasability

已经建立在我们的实验室在2009 - 2010这仔猪慢性后栓塞性肺动脉高压模型。 2011年以来，我们用70仔猪和我们进行63完成模型。根据我们的经验，实现这种模式需要一个学习的过程。

对于死亡，我们观察到5计划外死亡（7.1％），主要是在我们的经验的第一部分。这两个关键的步骤是第一，肺部栓塞;第二，心内膜心肌活检。四仔猪严重?...

讨论

作为人类的临床实践，尊重无菌规则是在所有外科手术强制性的。在由O. Mercier的等人所描述的原始CTEPH仔猪模型，在打开心包之后进行左肺动脉结扎，通过正中切口^14。由于心包打开左，右心室和心包之间的相互作用受损，右心脏衰竭被推迟。心输出量的RV扩大不良影响已被证明是显著降低时心包是打开^15。出于这个原因，似乎最好不要在左PA结扎的时间打开心包。虽?...