猪主动脉瓣狭窄的微创模型

摘要

该协议描述了一种用于猪升主动脉束带的微创外科手术。

摘要

心力衰竭的大型动物模型由于其大小和与人类的生理相似性，在开发新的治疗干预措施中起着至关重要的作用。人们一直致力于创建压力超负荷诱发的心力衰竭模型，以及升主动脉束带，同时仍然在冠状动脉上，而不是人类主动脉瓣狭窄的完美模拟，与人类状况非常相似。

本研究的目的是展示一种微创方法，通过放置主动脉束带来诱导左心室压力超负荷，主动脉束带使用经皮引入的高保真压力传感器进行精确校准。该方法代表了外科手术 （3Rs） 的改进，导致均匀的跨狭窄梯度并减少了组内变异性。此外，它还可以快速、顺利地恢复动物，从而将死亡率降至最低。在整个研究过程中，采用经胸超声心动图和压力-容积环分析，对动物进行长达 2 个月的随访。但是，如果需要，可以实现更长的随访期。这种大型动物模型被证明对测试新药很有价值，特别是那些针对肥大以及与左心室压力超负荷相关的结构和功能改变的新药。

引言

心力衰竭 （HF） 是一种危及生命的疾病，影响着全球数百万人，造成重大的社会和经济影响¹.其重要病因之一是主动脉瓣疾病或主动脉瓣狭窄 （AS）。主动脉瓣狭窄在高龄患者中更为普遍，是美国第二常见的瓣膜病变。在欧洲，AS相关死亡率也有所增加，特别是在无法获得近期介入手术的国家²。鉴于心衰的复杂性和治疗创新的稀缺性，迫切需要可靠的动物模型来复制人类状况并促进新干预措施的测试³。虽然啮齿动物模型的数量多于大型动物模型，但后者由于其大小和生理相似性而具有多种优势，可以测试供人类使用的药物剂量和医疗设备。

该方法的目的是建立一个可重复的升主动脉束带 （AAB） 模型，适用于生物医学研究中使用的大多数大型动物物种。在这项研究中，该程序使用微创方法在猪身上进行演示，遵循 3R 原则（替换、还原和改进⁴）。这种方法确保了精确的压力梯度的产生，从而实现了高可重复性（可能减少了所需动物的数量）。此外，与胸骨切开术和更大的开胸手术等更具侵略性的方法相比，小手术切口（2-3 厘米）最大限度地减少了手术损伤，改善了动物的健康状况⁵ （细化）。此外，提供该方法的视频演示以及文献中的详细描述，可能会减少对仅用于训练目的（替换）的动物的需求，从而进一步减少动物的使用。该模型....

研究方案

动物实验在波尔图大学心血管研究与发展中心（UnIC，葡萄牙波尔图）的实验外科实验室进行。机构动物伦理委员会根据国家动物卫生局（Direcção-Geral de Alimentação e Veterinária， DGAV， Ref： 2021-07-30 011706 0421/000/000/2021）批准了这项研究。实验者要么获得许可（相当于FELASA的实验动物科学授权），要么是心胸外科医生或麻醉师。这项工作中使用的动物是来自长白 x Pietrain 背景的雄性，是从 DGAV 许可的饲养员那里获得的 （PTAH03）。动物的起始体重为20-25公斤，最多可随访2个月（70-80公斤， 图1）。由于动物的大量生长，更长的跟踪期受到影响，而我们的基础设施无法处理。

1. 麻醉和生命体征监测

1. 随意 用水禁食选定的动物过夜。
2. 称量有意识的动物（让它在动物秤上行走），或使用基于到达体重和预期生长率的估计值。
3. 在连接到延长线（100 cm）的20 mL Luer Lock注射器中制备氯胺酮（15 mg / kg），咪达唑仑（0.5 mg / kg）和氮哌酮（4mg / kg）的混合物，然后是21 G针头（参见 材料表）。确保有足够的麻醉剂来解释注射管的死体积。
....

讨论

近年来，一些研究利用外科主动脉束带作为左心室压力超负荷和心力衰竭（降^{主动脉 9} 到升主动脉¹⁰）的模型，使研究人员能够获得适合其特定需求的各种表型。尽管使用此类模型需要昂贵的设备和专业知识，但它们提供的信息是无价的。猪，由于其大小和与人类心脏的相似性，作为理想的模型¹¹，作为异种移植的器官捐献者获得了伦理上的认.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
3-0 PDS II suture	Ethicon	Z683G	Aorta banding
5-0 prolene	Ethicon	7472H	Aorta banding
ACUSON NX2 Ultrasound System	Siemens	(240)11284381	Vascular Access and Echocardiography
Arterial Extension 200 cm	PMH	303.0666	Anesthesia Maintenance
Atlan A300 Ventilator	Draeger	8621300	Ventilation
Bone cutters	Fehling	AMP 367.00	Aorta banding
Cefazolin 1000 mg	Labesfal	100063	Antibiotic
Chlorhexidine 4% Wash Solution	AGA	19110008	Cleaning
Doyen Intestinal Forceps	Aesculap	EA121R	Intubation
Echogenic Introducer Needle	Teleflex	AN-04318	Vascular Access
Endotracheal tube	Intersurgical	8040070	Intubation
ePTFE vascular graft (5 mm x 40 cm)	GORE-TEX	S0504	Aorta banding
Extension line 100 cm	PMH	303.0394	Anesthesia Induction
F.O. Laryngoscope	Luxamed	E1.317.012	Intubation
F.O. Miller Blade 4 204 x 17 mm	Luxamed	3	Intubation
Fenestrated Sterile Drape	Bastos Viegas	4882-256	Aseptic Technique
Fentanyl 0.5 mg/10 mL	B.Braun	5758883	Anesthesia / Analgesia
Guidewire 260 cm J-tip	B.Braun	J3 FC-FS 260-035	Left Ventricle catheterization
Infusomat Space Infusion Pump	B.Braun	24101800	Fluids / Drug administration
Intercostal retractor	Fehling Surgical	MRP-1	Thoracotomy
Introcan Certo IV Catheter 20G	B.Braun	4251326	Fluids / Drug administration
Isotonic Saline Solution 0.9%	B.Braun	5/44929/1/0918	Fluids / Drug administration
Ketamidor 100 mg/mL	Richter pharma	1121908AB	Anesthesia Induction
L10-5v Linear Transducer	Siemens	11284481	Vascular Access
Midazolam 15 mg/3 mL	Labesfal	PLB762-POR/2	Anesthesia Induction
Mikro-cath	Millar	63405(1)	Pressure recording
MP1 guide catheter 6 Fr	Cordis	67027000	Left Ventricle catheterization
Needle Holder	Fehling Surgical	ZYY-5	Aorta banding
Non-woven adhesive	Bastos Viegas	442-002	Fluids / Drug administration
P4-2 Phased Array Transducer	Siemens	11284467	Echocardiography
Perfusor Compact Syringe Perfusion Pump	B.Braun	8717030	Fluids / Drug administration
Pressure Signal Conditioner	ADinstruments	PCU-2000	Pressure recording
Propofol Lipuro 2%	B.Braun	357410	Anesthesia Maintenance
Radifocus Introducer II Standard Kit B - Introducer Sheath	Terumo	RS+B60K10MQ	Vascular Access
Radiopaque marker	Scanlan	1001-83	Aorta banding
Scissors	Fehling Surgical		Thoracotomy
Skinprep (Chlorhexidine 2% / 70% Isopropyl alcohol)	Vygon	SKPC015ES	Disinfection
Stopcock manifold (3 ports)	PMH	310.0489	Fluids / Drug administration
Straight forceps	Fehling Surgical	ZYY-1	Thoracotomy
Stresnil 40 mg/mL	ecuphar	572184.2	Anesthesia Induction
Syringe Luer Lock 20 cc	Omnifix B.Braun	4617207V	Anesthesia Induction
Syringe Luer Lock 50 cc	Omnifix B.Braun	4617509F	Anesthesia Maintenance
Transdermal fentanyl Patch 50 mcg/h	Mylan	5022153	Analgesia
Ultravist	Bayer	KT0B019	Angiography
Universal Hemostasis Valve Adapter	Merit Medical	UHVA08	Left Ventricle catheterization
Velcro Limb Immobilizer	PMH	SU-211	Animal stabilization
Venofix A, 21 G	B.Braun	4056337	Anesthesia Induction
Vista 120S Patient Monitor	Draeger	MS32997	Monitoring
Weck titanium clip	Teleflex	523760	Aorta banding
Weck titanium clip applier	Teleflex	523166	Aorta banding
Zhiem Vision	Iberdata	N/A	Fluoroscopy