Chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie und Beurteilung der rechtsventrikulären Funktion in der Ferkel

Zusammenfassung

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.

Zusammenfassung

Ein Original-Ferkelmodell der chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie (CTEPH) mit chronischen rechten ventrikulären (RV) Dysfunktion beschrieben. Lungenhochdruck (PH) wurde in 3 Wochen alten Ferkeln durch eine fortschreitende Behinderung des Lungengefäßbett induziert. Eine Ligation der linken Lungenarterie (PA) wurde zuerst durch eine Mini-Thorakotomie durchgeführt. Zweite, wöchentlich Embolisationen des rechten unteren Lungenlappen wurden unter fluoroskopischer Führung mit n-Butyl-2-Cyanacrylat während 5 Wochen. Mittleren pulmonalen (mPAP) durch ritght Herzen Katheterismus gemessen wird, erhöht schrittweise sowie Druck im rechten Vorhof und Lungengefäßwiderstandsarten (PVR) nach 5 Wochen im Vergleich zu Schein-Tiere. Rechten Ventrikels (RV) strukturelle und funktionelle Umgestaltung wurden von transthorakale Echokardiographie (RV Durchmesser, Wandstärke RV, RV systolischer Funktion) beurteilt. RV Elastance und RV-Lungen-Kopplung wurden von Druck-Volumen-Loops bewertet(PVL) Analyse mit Leitfähigkeitsmethode. Histologische Untersuchung der Lunge und der rechten Herzkammer wurden ebenfalls durchgeführt. Molekulare Analysen RV frischem Gewebe konnte durch wiederholte transkutane Endomyokardbiopsien durchgeführt werden. Pulmonale mikrovaskuläre Krankheit behindert und ungehinderten Gebieten wurde von Lungenbiopsien mit Hilfe molekularer Analysen und Pathologie untersucht. Weiterhin wurde die Zuverlässigkeit und die Reproduzierbarkeit mit einem Bereich von pH-Schwere bei Tieren. Die meisten Aspekte der menschlichen CTEPH Krankheit wurden in diesem Modell, das neue Perspektiven für das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen (Mitochondrien, Entzündung) und neue Therapieansätze (gezielte, zellulären oder Gentherapien) des überlasteten rechten Herzkammer, sondern auch pulmonale mikrovaskuläre können wiedergegeben Krankheit.

Einleitung

Chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie (CTEPH) ist ein Subtyp des Lungenbluthochdruck (PH) aufgrund einer chronischen pulmonalen Gefäßverschluss durch anhaltende und organisierte Gerinnsel zu einem oder mehreren akuten Lungenembolien ^1-3 zusammen. Eine Kombination von obstruktiven und nicht-obstruktive mikrovaskuläre Erkrankung führt zu einer weiteren Erhöhung des pulmonalen Gefässwiderstands ^4. Die rechte Herzkammer muss zuerst mit kompensierter Hypertrophie anzupassen, um die Herzleistung aufrechtzuerhalten. Ohne Behandlung, erweitert die rechte Herzkammer und nicht über die Zeit. In der modernen Ära, bleibt PH trotz der Verwendung von modernen zielgerichtete Therapien ⁵ eine fortschreitende und oft tödliche Krankheit. Viele Studien haben gezeigt, dass der rechten Herzkammer (RV) Anpassung an die Druckbelastung ist die wichtigste Determinante der Überlebensrate bei PH-Patienten. Aus diesem Grund ist das Verständnis der Mechanismen des Übergangs von der adaptiven, um maladaptive RV Umbau zugrunde liegt, ist ein Grundpfeiler für die Behandlung und development neuer Therapien. Weil PH ist selten und Gewebeentnahme ist fast unmöglich in diesen gebrechlichen Patienten werden experimentelle Untersuchungen erforderlich. Darüber hinaus sind vorklinische Studien obligatorisch, um festzustellen, dass ein Medikament mit Nutzen in der Lungengefäßsystems hat RV Wertminderung verursachen.

Seit vielen Jahren wurden verschiedene experimentelle Modelle der PH und RV Versagen mit Vorteile und Grenzen ^6,7 entwickelt. In der pharmakologischen Mausmodellen (Monocrotalin, SU5416, Hypoxie), PH und RV Fehler auftreten als Folge einer massiven Entzündung, Ischämie oder toxische Stressoren, die mehrere "Seiten-Effekte" und Verzerrungen bei der molekularen Weg Analyse induzieren könnte. Außerdem sollten RV Endomyokardbiopsien in einem Mausmodell sehr anspruchsvoll, ohne geopfert wird das Tier sein. Chirurgische Modelle in größeren Tiere sind physiologische, aber keinen Einfluss auf die Lungengefäßsystems (Lungenarterie Kanten, systemisch-pulmonalen Shunts) oder zu veranlassen akuten PH und RVF (akuter Lungenembolie). Das Ziel dieses Artikels ist es, eine ursprüngliche Modell der CTEPH in der Ferkel, die mehr Vertreter der CTEPH Pathophysiologie ist zu beschreiben. Diese Großtiermodell ermöglicht es wiederholt nicht-invasive und invasive Messungen in der Regel in der klinischen Praxis (Rechtsherzkatheter) durchgeführt, um Veränderungen in der pulmonalen Hämodynamik und RV-Funktion folgen.

Protokoll

Dieses Protokoll wurde von der lokalen Ethikkommission für Tierversuche und von der Institutional Ausschuss für Tierschutz unserer Institution zugelassen. Alle Tiere erhielten humane Pflege im Einklang mit den "Principles of Laboratory Animal Care" von der Nationalen Gesellschaft für Medizinische Forschung und dem "Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren" durch das Institut für Labortier Ressourcen vorbereitet formuliert und von der National veröffentlicht Institutes of Health (NIH-Veröffentlichung Nr 86-23, überarbeitet 1996).

Allgemeine Erwägungen: Alle Tiere müssen in Bezug nach den 3R-Vorschriften (National Centre for Replacement Verfeinerung und Reduzierung von Tieren in der Forschung) behandelt werden. Operationsverfahren muss mit einer strengen Sterilität und auf die gleiche Weise durchgeführt werden, dass für den Menschen. Alle Medizinprodukte müssen steril sein.

1. Anästhesie-Protokoll

HINWEIS: Große Pfingste Ferkel mit einem Gewicht von 20 kg (3 Wochen alten) verwendet. Lungenhochdruck wurde schrittweise induziert. In einem ersten Schritt eine linke Lungenarterie (PA) Ligation durch eine linksseitige Thorakotomie. Folgenden Schritten bestand aus der Durchführung Wochen PA Embolisationen während 5 Wochen. Alle Verfahren wurden unter Vollnarkose durchgeführt.

1. Die Tiere 12 Stunden vor dem Eingriff nicht füttern.
2. Führen Sie eine Prämedikation des Ferkels, führen Sie eine intramuskuläre Injektion mit 30 mg / kg Ketamin-Hydrochlorid und aropine 0,05 mg / kg in der Nackenmuskulatur, 30 Minuten vor dem Eingriff. ⁸
3. Wenn die Schweine sediert, legen Sie einen Katheter in die Ohrvene.
4. Zuführen intravenösen Bolus von Fentanyl (0,005 mg / kg) und Propofol (2 mg / kg) vor der Intubation. Injizieren intravenös in die Ohrvene Cisatracurium (0,3 mg / kg) und das Schwein intubiert (nicht-selektive Intubation mit einem 7 Französisch Sonde) ^9.
5. Zeigen kontinuierliche Überwachung Geräte auf dem Ferkel: kontinuierliche EKG, Exspiratorische _CO2 und Oxymetrie ^8,9. Legen Sie eine arterielle Flüssigkeit Feld Katheter durch die Halsschlagader unter Ultraschall Anleitung, um den systemischen arteriellen Drucks ^8-10 überwachen.
6. Aufrechtzuerhalten Narkose mit Isofluran (2%) in 100% Sauerstoff zu ergänzen, kontinuierliche intravenöse Infusion von Fentanyl (0,004 mg / kg) und Propofol (3 mg / kg).
7. Fügen Sie ein antibioprophylaxy mit einer Injektion von Cefatoxine (1 g) und Gentamycin (80 mg).
8. Verhindern intra operative und postoperative Schmerzen bei Injektion von Nalbuphin (0,01 mg / kg) tid
9. Überprüfen Sie alle 15 min die Vollständigkeit der Anästhesie: Fehlen von Bewegung, stabile Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffversorgung.
10. Die Verwendung von Tierarzt Salbe auf die Augen bis zur Trockenheit während der Narkose zu verhindern.

2. Ligation des linken Lungenarterie

1. Installieren Sie die Ferkel in der linken Seitenlage, rasieren den operativen Bereich und desinfizieren Sie die Haut mit einem alcoholic-Lösung. Verwenden Sie eine lokale sterilen Bereich.
2. Öffnen Sie die Brust durch eine kleine linke seitliche Thorakotomie (5 bis 10 cm) ^im 4. Zwischenrippen "Raum. Sie hinter dem Schulterblattspitze gehen nicht. Die Lunge auf die Membran vorsichtig zurückziehen.
3. Sobald ideale Operationsfensters befindet, schieben Sie den linken V. azygos und sezieren die Haupt linken Lungenarterie vor der band ihn mit einem nicht resorbierbaren 2/0 Seide.
   HINWEIS: Es ist sehr wichtig, nicht den Herzbeutel zu öffnen.
4. Schließen Sie die Brust Schicht um Schicht mit resorbierbaren Fäden. Verwenden Sie eine Thoraxdrainage, um die postoperative Pneumothorax zu entfernen. Entfernen Sie die Thoraxdrainage kurz nach der Ferkel Extubation.

3. Embolisation des rechten Unterlappens Lungenarterie

1. Nach der Vollnarkose, legen Sie die Ferkel in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische _CO 2, EKG, bedeuten systemischen Blutdruck (MPa) und die mittlere Lungenarteriendrucks (mPAP) Während des gesamten Verfahrens.
2. Legen Sie alle Katheter perkutan mit echographischen Führung. Legen Sie eine arterielle 6 Französisch Katheter in die Halsschlagader für die Blutdruckmessung und einem 8 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene durch die Halsschlagader (Führen Sie die Einstich 2 cm über dem Jugulum mit einem Winkel von 45 ° Richtung).
3. Unter Durchleuchtungskontrolle, legen, durch die 8 Fr Mantel, einen 5 Französisch Angiographiekatheter in der rechten Lungenarterie. Die Spitze des Katheters muss in einem Segmentunterlappen Lungenarterie sein.
4. Vorbereitung des Materials für Pulmonalarterie Embolisation: 1 ml von weichen Gewebekleber, enthaltend N-Butyl-2-Cyanacrylat ist auf 2 ml einer lipidischen Kontrastmittel zugesetzt.
   ACHTUNG: Vermeiden Sie Haut- oder Augenkontakt mit dem N-Butyl-2-Cyanacrylat.
5. Wenn der Angiographiekatheter gut positioniert ist, injiziert 0,2 ml bis 0,4 ml des Präparats in der Lungenarterie. Beurteilen Sie die Toleranz der Embolisation durch Messung dermPAP / MPA-Verhältnis, das nicht überschreiten sollte 0.5. Stoppen Embolisation, wenn die Sauerstoffsättigung war <90% und / oder MPA sank unter 60 mm Hg und / oder die Herzleistung war unter 2 L / min.
6. Entfernen Sie die Angiographiekatheter und Scheiden und führen digitale Kompressionen der Einstichstelle.

4. hämodynamische Beurteilung

1. Nach der Vollnarkose, positionieren Sie den Ferkeln in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische _CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) und die Lungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens.
2. Belüftung der Ferkel mit der niedrigsten FiO ₂ wie möglich entsprechend der Sauerstoffsättigung (> 95%).
3. Legen Sie alle Katheter perkutan unter echographischen Führung. Eine arterielle 6 Französisch Katheter in die Halsschlagader eingeführt und ein 8 Französisch Hülle in die Vena cava superior eingeführt (Führen der Punktions 2 cm über dem Jugulum mit 45 °Winkelrichtung).
4. Legen Sie eine 7 Französisch Swan-Ganz-Katheter in den Lungenarterien Stamm. Beurteilung der Herzleistung durch das Thermoverdünnungsmethode, mit der Injektion von 10 ml Kochsalzlösung bei 4 ° C.
5. Nehmen Sie die folgenden Parameter: den systolischen, diastolischen und mittleren systemischen und arterieller Lungendruck, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung, Druck im rechten Vorhof, die Herzleistung.

5. echokardiographische Beurteilung des rechten Ventrikels

1. Nach der Vollnarkose, installieren Sie die Ferkel in Rückenlage und führen Sie eine trans Brust Echokardiographie nach menschlichen Richtlinien für die RV-Screening. Aufzeichnen von Video-Loops während eines endexspiratorischen Pause.

6. Druck-Volumen-Loops Abschätzung mit dem Leitwert Methode

1. Nach der Vollnarkose, installieren Sie die Ferkel in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische _CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) undLungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens.
2. Einfügen eines arteriellen 6 Französisch Katheter in die rechte oder linke Arteria carotis und eines angiographischen Katheter in die linke Herzkammer. Legen Sie eine 9 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene, eine 8-Französisch in die rechte oder linke Oberschenkelvene und eine arterielle PiCCO-Katheter in die rechte oder linke Arteria femoralis. Legen Sie alle Katheter perkutan unter echographischen Führung.
3. Führen der Druck und die Volumenkalibrierung der Leitfähigkeit Sonde gemäß den Empfehlungen des Herstellers. Messen Sie den Blutwiderstand (Rho) durch Abtasten 5 ml des arteriellen Blutes. Ernte 5 ml des arteriellen Blutes, de-Luft die Spritze und füllen Sie die Sonde für die Messung des Blutwiderstand. ^10-13.
4. Legen Sie die Leitfähigkeit Katheter in die rechte Herzkammer durch die 9FR Scheide in der Superior Veina Cava. Richtig Legen Sie das Ende des Katheters mit Durchleuchtungskontrolle. Das Ende des Katheters in den Scheitelpunkt der right Herzkammer und legen Sie alle lange wie möglich in der Herzkammer.
5. Kontrolle der Qualität der Schleifen. (Figur 6)
6. Legen Sie eine Ballonverbrauchs im unteren Veina cava durch die Oberschenkelvene. Legen Sie das Ende knapp unter dem rechten Vorhof. Verwenden Durchleuchtungskontrolle.
7. Record Druck-Volumen-Schleifen des rechten Ventrikels mit basalen Zustand und während die untere Hohlvene Okklusion wie zuvor beschrieben ^10-12. (Figur 7)

7. Endomyokardbiopsien des rechten Ventrikels

1. Nach der Vollnarkose, positionieren Sie den Ferkeln in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische _CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) und die Lungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens.
2. Legen perkutan 10 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene. Legen Sie eine 7 Französisch Swan-Ganz (SG) Sonde und eine lange 7.5 Französisch Katheterhülle in der rechten Atrium. Wenn die Spitze des SG-Sonde ist auf dem rechten Ventrikel (RV) platziert, Aufblasen des Ballons des SG-Sonde, drücken Sie den Langmantel Katheter in der RV gegen den Ballon. Die Luft aus dem Ballon und entfernen Sie die SG-Sonde Verlassen der Langmantel Katheter in der RV. Die gute Position der langfrisHüllenSpitze wird durch Fluoroskopie und Echokardiographie gesteuert.
3. Legen Sie die biotome in der Langmantel und führen Endomyokardbiopsien unter echographischen, Fluoroskopie und EKG-Kontrolle.

8. Allgemeine Post-Chirurgie Pflegehinweise

1. Nach der Operation extubiert das Ferkel nur nach der Wiederherstellung der spontanen Atemfunktion.
2. Für postoperative Medikation, führen Sie eine intramuskuläre Injektion von Cefatoxine (1 g) Die für 5 Tage und liefern appropieted Analgesie (Buprenorphin, intramuskulär Injektion 0,01 mg / kg bid für 10 Tage.
3. Sie ein Tier, das der Operation an die Firma von anderen Tieren, bis sie vollständig rec unterzogen wurde verlassenovered.

9. Euthanasie-Methode

1. Euthanize die Tiere in den Situationen, gefolgt; Ende des Experimentierens, verloren an Gewicht 15% oder mehr in einer Woche, unibability angemessen zu sich selbst zu ernähren, Anorexie, nicht behandelbaren Infektionen, Schmerzen oder andere didease, Krankheit zu streng: Zyanose, Dyspnoe Haupt
2. Während der Narkose mit sevoluorane 8%, injizieren einer hohen Dosis von Propofol (0,5 mg / kg) mit einer letalen Dosis von Kaliumchlorid (0,2 g / kg) verbunden. Wenn das Herz in der Diastole gestoppt, Harveste das Herz-und Lungen bloc, um eine histologische und molekulare Untersuchung zu tun.

Ergebnisse

Machbarkeits

Diese Ferkel Modell der chronischen Post-embolischen pulmonalen Hypertonie wurde in unserem Labor in den Jahren 2009-2010 gegründet. Seit 2011 haben wir 70 Ferkel und führten wir 63 Modelle abgeschlossen. Wir haben die Erfahrung, die Realisierung dieses Modells benötigt eine Lernkurve.

In Bezug auf die Sterblichkeit, beobachteten wir 5 ungeplante Todesfälle (7,1%), vor allem im ersten Teil unserer Erfahrung. Die beiden kritischen Sc...

Diskussion

Wie in den menschlichen klinischen Praxis ist bezüglich der Asepsis Regeln während aller chirurgischen Verfahren obligatorisch. In der von O. Mercier et al. Beschriebenen Original CTEPH Ferkelmodell wurde die linke Lungenarterie Ligation nach dem Öffnen des Herzbeutels durchgeführt wird, durch eine mediane Sternotomie ^14. Weil das Pericardium wurde offen gelassen wurde die Wechselwirkung zwischen der rechten Herzkammer und dem Herzbeutel beeinträchtigt wird und Rechtsherzinsuffizienz ve...