Ein großes Tiermodell für pulmonale Hypertonie und rechtsventrikuläres Versagen: Ligatur der linken Lungenarterie und progressive Hauptbelarterienbandierung bei Schafen

Zusammenfassung

Dieses Manuskript beschreibt die Operationstechnik und den experimentellen Ansatz zur Entwicklung einer schweren rechtsventrikulären Drucküberlastung, um ihre adaptiven und maladaptiven Phänotypen zu modellieren.

Zusammenfassung

Dekompensiertes rechtsventrikuläres Versagen (RVF) bei pulmonaler Hypertonie (PH) ist tödlich, mit begrenzten medizinischen Behandlungsmöglichkeiten. Die Entwicklung und Erprobung neuartiger Therapeutika für PH erfordert ein klinisch relevantes Großtiermodell mit erhöhtem pulmonalem Gefäßwiderstand und RVF. Dieses Manuskript diskutiert die neueste Entwicklung des zuvor veröffentlichten SCHAF-PH-RVF-Modells, das die Ligatur der linken Lungenarterie (PA) und den Haupt-PA-Verschluss verwendet. Dieses Modell von PH-RVF ist eine vielseitige Plattform, um nicht nur die Schwere der Erkrankung, sondern auch die phänotypische Reaktion des RV zu kontrollieren.

Erwachsene Schafe (60-80 kg) unterzogen sich einer linken PA-Ligatur (LPA), der Platzierung der Haupt-PA-Manschette und dem Einsetzen des RV-Druckmonitors. PA-Manschette und RV-Drucküberwachung wurden an subkutane Ports angeschlossen. Die Probanden unterzogen sich 9 Wochen lang zweimal pro Woche einer progressiven PA-Bandierung mit sequentiellen Messungen des RV-Drucks, des PA-Manschettendrucks und des gemischten venösen Blutgases (_SvO2). Zu Beginn und am Endpunkt dieses Modells wurden die ventrikuläre Funktion und die Abmessungen mittels Echokardiographie bewertet. In einer repräsentativen Gruppe von 12 Tierpersonen stieg der mittlere RV- und systolische Druck von 28 ± 5 bzw. 57 ± 7 mmHg in Woche 1 auf 44 ± 7 bzw. 93 ± 18 mmHg (mittlere ± Standardabweichung) in Woche 9. Die Echokardiographie zeigte charakteristische Befunde von PH-RVF, insbesondere RV-Dilatation, erhöhte Wanddicke und Septumverbiegung. Der Längstrend von _SvO2 - und PA-Manschettendruck zeigt, dass die Rate der PA-Bandierung titriert werden kann, um unterschiedliche RV-Phänotypen hervorzurufen. Eine schnellere PA-Banding-Strategie führte zu einem steilen Rückgang der _SvO2 -< 65%, was auf eine RV-Dekompensation hindeutet, während eine langsamere, schnellere Strategie zur Aufrechterhaltung des physiologischen SvO2 bei 70% -80% führte. Ein Tier, das die beschleunigte Strategie erlebte, entwickelte bis Woche 9 mehrere Liter Pleuraerguss und Aszites. Dieses chronische PH-RVF-Modell bietet ein wertvolles Werkzeug für die Untersuchung molekularer Mechanismen, die Entwicklung diagnostischer Biomarker und die Ermöglichung therapeutischer Innovationen zur Behandlung von RV-Anpassung und Fehlanpassung von PH.

Einleitung

Dekompensiertes rechtsventrikuläres (RV) Versagen ist die vorherrschende Ursache für Morbidität und Mortalität bei Patienten mit pulmonaler Hypertonie (PH). RV-Versagen ist für über 50% der Krankenhausaufenthalte bei Patienten mit PH verantwortlich und ist eine häufige Todesursache in dieser ^{Patientenpopulation1,2}. Obwohl aktuelle medizinische Behandlungen für PH zeitweilige Maßnahmen bieten können, kehren sie das Fortschreiten der Krankheit nicht um. Daher ist die einzige Langzeitbehandlung die Lungentransplantation. Um neuartige medizinische Behandlungen und Interventionen für PH und RVF zu erforschen und zu....

Protokoll

Das Institutional Animal Care and Use Committee am Vanderbilt University Medical Center genehmigte das Protokoll. Die beschriebenen Verfahren wurden in Übereinstimmung mit dem Us National Research Council's Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8. Auflage, durchgeführt. Die Übersicht und der Zeitplan des experimentellen Verfahrens sind in Abbildung 1 dargestellt. Ergänzende Tabelle 1 beschreibt das Geschlecht, das Gewicht, die Rasse, die Schafquelle und andere relevante Informationen, die für die Reproduzierbarkeit hilfreich sein können.

1. Einen Tag vor der Operation, Vorber....

Ergebnisse

Eine repräsentative Gruppe von 12 Schafen wird verwendet, um die Wirksamkeit dieses Modells für die Entwicklung unterschiedlicher Ph-RVF-Grade zu zeigen. Bei diesen Schafen stieg der mittlere PA-Manschettendruck von 32 ± 20 mmHg in Woche 1 auf 1002 ± 429 mmHg in Woche 9. Dies führte zu einer Erhöhung des RV-Mittelwerts und der systolischen Drücke von 28 ± 5 und 57 ± 7 mmHg in Woche 1 auf 44 ± 7 bzw. 93 ± 18 mmHg in Woche 9. Darüber hinaus wurde das PA-Manschettendruckprofil der gemischten venösen Sauerstoffs.......

Diskussion

Das vorgestellte PH-RVF-Modell kann zuverlässig unterschiedliche Schweregrade der Erkrankung induzieren, um den Zielen der Untersuchung zu entsprechen. Zwei verschiedene Ansätze werden in Kombination verwendet, um dieses Krankheitsmodell zu induzieren. Erstens dient die LPA-Ligation dazu, den pulmonalen Gefäßwiderstand zu erhöhen und die PA-Kapazität ^{zu verringern11,12}, wodurch der Ausgangspunkt des chronischen Modells in einem bereits erhöhten RV-Afterloa.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.9% Sodium Chloride Irrigation Pour Bottle by Baxter Healthcare, 1000 mL	Medline	BHL2F7124	Surgical Disposable
0.25% Bupivacaine	Hospira Inc	0409-1160-18	Medication, Intra-Operative
0.9% Normal Saline, 1000 mL	Baxter Healthcare Corp	0338-0049-04	Medication, Intra-Operative
0.9% Normal Saline, 500 mL	Baxter Healthcare Corp.,	0338-0049-03	Medication, Chronic PH
16 mm Heavy Duty Occluder with actuating tubing	Access Technologies	OC-16HD	Surgical Disposable
3-mL Skin Prep Applicator	Medline	MDF260400	Surgical Disposable
70% isopropyl alcohol prep pads	Medline	MDS090670	Disposable, Chronic PH
Adhesive bandage tape	Patterson Veterinary		Disposable, Chronic PH
Adson forceps	V. Mueller	NL1400	Surgical Instrument
Allis tissue forceps	V. Mueller	CH1560	Surgical Instrument
Aortic clamp, straight (bainbridge forceps)	V. Mueller	SU6001	Surgical Instrument
Backhaus towel forceps	V. Mueller	SU2900	Surgical Instrument
Bags, Infusion: Nonsterile Novaplus Infusion Bag, 500 mL	Medline	TCV4005H	Disposable, Chronic PH
Berry sternal needle holder	V. Mueller	CH2540	Surgical Instrument
Blades, Electrode: Electrode Blade, 6.5", with 0.24 cm Shaft	Medline	VALE15516	Surgical Disposable
Blades: Stainless-Steel Sterile Surgical Blade, Size #10	Medline	B-D371210	Surgical Disposable
Blades: Stainless-Steel Sterile Surgical Blade, Size #11	Medline	B-D371211	Surgical Disposable
Blades: Stainless-Steel Sterile Surgical Blade, Size #15	Medline	B-D371215	Surgical Disposable
BNC Male to BNC Male Cable	Digi-Key	415-0198-036	Equipment
Castroviejo needle holder	V. Mueller	CH8589	Surgical Instrument
Cefazolin	Apotex Corp	60505-6142-0	Medication, Intra-Operative
Ceftiofur Crystalline Free Acid	Zoetis Inc	54771-5223-1	Medication, Post-Operative
Chest Drain, with Dry Suction, Adult-Pediatric	Medline	DEKA6000LFH	Surgical Disposable
Chest tube passer	V. Mueller	CH04189	Surgical Instrument
COnfidence Flowprobes for Research (PAU-Series)	Transonic	24PAU	Equipment, Perivascular Flow Probe
Cooley tangential occlusion clamp	V. Mueller	CH6572	Surgical Instrument
Data Acquisition Hardware	ADInstruments	PowerLab 16/30	Equipment
DeBakey Aorta clamp	V. Mueller	CH7247	Surgical Instrument
DeBakey multi-purpose clamp	V. Mueller	CH7276	Surgical Instrument
Debakey tissue forceps, 12’’	V. Mueller	CH5906	Surgical Instrument
Debakey vascular tissue forceps 7 3/4’’	V. Mueller	CH5902	Surgical Instrument
Debakey vascular tissue forceps, 9’’	V. Mueller	CH5904	Surgical Instrument
Electrosurgical Generator	Covidien	Force FX-C	Equipment
Endotracheal Tube, 10mm	Patterson Veterinary	07-882-9008	Surgical Disposable
Enrofloxacin	Norbrook Laboratories Limited	55529-152-05	Medication, Intra-Operative
Fentanyl Transdermal Patch	Apotex Corp	60505-7007-2	Medication, Pre-Operative
Ferris smith tissue forceps	V. Mueller	SU2510	Surgical Instrument
Finochietto rib spreaders, large	V. Mueller	CH1220-1	Surgical Instrument
Finochietto rib spreaders, medium	V. Mueller	CH1215-1	Surgical Instrument
Flexsteel ribbon retractor, 1” x 13”	V. Mueller	SU3340	Surgical Instrument
Flexsteel ribbon retractor, 2” x 13”	V. Mueller	SU3346	Surgical Instrument
Foerster sponge forceps, curved	V. Mueller	GL660	Surgical Instrument
Gauze Sponges: Sterile X-ray Compatible Gauze Sponges, 16-Ply, 4" x 4"	Medline	PRM21430LFH	Surgical Disposable
Gerald-DeBakey forceps	V. Mueller	CH04242	Surgical Instrument
Glassman Allis	V. Mueller	SU6152	Surgical Instrument
Halsted mosquito forceps	V. Mueller	SU2702	Surgical Instrument
Harken clamp	V. Mueller	CH6462	Surgical Instrument
Heat Therapy Pump	Gaymar/Stryker	TP-400	Equipment
Heparin	Fresenius Kabi,	63323-540-31	Medication, Chronic PH
Hospira Primary IV Sets, 80"	Patterson Veterinary	07-835-0123	Surgical Disposable
Hypertonic saline 3%	Baxter Healthcare Corp.,	0338-0054-03	Medication, Chronic PH
Hypodermic Needle with Bevel and Regular Wall, 20 G x 1"	Medline	B-D305175Z	Disposable, Chronic PH
Interface Cable, Edwards LifeScience Transducer to ADInstruments  Bridge Amplifier	Fogg System	0395-2434	Equipment
Intravenous Infusion Pump	Heska	Vet/IV 2.2 Infusion Pump	Equipment
Isoflurane	Patterson Veterinary	14043-704-06	Medication, Pre-Operative
Kantrowitz thoracic clamp, 9-1/2”	V. Mueller	CH1722	Surgical Instrument
Kelly hemostats	V. Mueller	88-0314	Surgical Instrument
Lidocaine HCl, 2.46%	PRN Pharmacal,	49427-434-04	Medication, Chronic PH
Ligaclip Multiple-Clip Appliers by Ethicon	Medline	ETHMCS20	Surgical Disposable
Loop, Vessel, Mini, Red, 2/pk, Sterile	Medline	DYNJVL12	Surgical Disposable
Lorna non-perforating towel forceps	V. Mueller	SU2937	Surgical Instrument
Mayo dissecting scissors, curved	V. Mueller	SU1826	Surgical Instrument
Mayo dissecting scissors, straight	V. Mueller	SU1821	Surgical Instrument
Medipore Dress-It Pre-Cut Dressing Covers by 3M	Medline	MMM2955Z	Surgical Disposable
Meloxicam	Patterson Veterinary	14043-909-10	Medication, Post-Operative
Mixter thoracic forceps, 9”	V. Mueller	CH1730-003	Surgical Instrument
Mosquito hemostats	V. Mueller	88-0301	Surgical Instrument
Multi-Channel Research Consoles	Transonic	T402/T403	Equipment, Perivascular Flow Meter
Multi-Lumen Central Venous Catheterization Kits	Medline	ARW45703XP1AH	Surgical Disposable
Multi-Parameter Vital Signs Monitor	Smiths Medical	SurgiVet Advisor 3	Equipment
Needles: Hypodermic Needle with Regular Bevel, Sterile, 18 G x 1.5"	Medline	B-D305185Z	Surgical Disposable
No. 3 knife handle	V. Mueller	SU1403-001	Surgical Instrument
No. 7 knife handle	V. Mueller	SU1407	Surgical Instrument
Non-Vented Male Luer Cap	Qosina	13614	Disposable, Chronic PH
Octal Bridge Amplifier	ADInstruments	FE228	Equipment
Ophthalmic Ointment	Akorn Animal Health	59399-162-35	Medication, Pre-Operative
Penrose Tubing, 6 mm x 46 cm, 11 mm Flat	Medline	SWD514604H	Surgical Disposable
Perma-Hand Black Braided Silk:  2-0 SH Taperpoint Needle, Control Release, 30"	Medline	ETHD8552	Surgical Disposable
Perma-Hand Suture, Black Braided, Size 0, 6 x 30”	Medline	ETHA306H	Surgical Disposable
Perma-Hand Suture, Black Braided, Size 4-0, 12 x 30"	Medline	ETHA303H	Surgical Disposable
Phenylephrine	West-Ward	0641-6142-25	Medication, Intra-Operative
Polyhesive Cordless Patient Return Electrodes, Adult	Medline	SWDE7509	Surgical Disposable
Port-A-Cath Huber Needle, Straight, 22 G x 1-1/2"	Medline	AAKM21200724	Disposable, Chronic PH
PROLENE Monofilament Suture, Blue, Size 4-0, 36", Double Arm, RB-1 Needle	Medline	ETHD7143	Surgical Disposable
PROLENE Polypropylene Monofilament Suture, Blue, Double-Armed, RB-1 Needle, Size 5-0, 24"	Medline	ETH8555H	Surgical Disposable
Regional Block Needles, 22-gauge	Medline	B-D408348Z	Surgical Disposable
Schnidt tonsil artery forceps	V. Mueller	M01700	Surgical Instrument
Skin staple extractor	Medline	CND3031	Disposable, Chronic PH
Skin stapler 35 wide, with counter	Medline	STAPLER35W	Surgical Disposable
Sphygmomanometer	Medline		Equipment
Sponge bowl	V. Mueller	GE-75	Surgical Instrument
Sponge, Lap: X-Ray Detectable Sterile Lap Sponge, 18" x 18", 5/Pack	Medline	MDS241518HH	Surgical Disposable
Sponge, Peanut: X-Ray Detectable Sterile Peanut Sponge, Small, 3/8"	Medline	MDS72038	Surgical Disposable
Sterile Disposable Deluxe OR Towel, Blue, 17'' x 27'', 2/Pack	Medline	MDT2168202	Surgical Disposable
Sterile Luer-Lock Syringe, 3 mL	Medline	SYR103010Z	Disposable, Chronic PH
Sterile Luer-Lock Syringe, 5 mL	Medline	SYR105010Z	Disposable, Chronic PH
Sterile Surgical Equipment Probe Covers	Medline	DYNJE5930	Surgical Disposable
Stopcock: 3-Way Stopcock with Handle in OFF Position, Rotating Adaptor Male Collar Fitting, 45 PSI	Medline	DYNJSC301	Surgical Disposable
Stopcock: 3-Way Stopcock with Handle in OFF Position, Rotating Adaptor Male Collar Fitting, 45 PSI	Medline	DYNJSC301	Disposable, Chronic PH
Subcutaneous Port with 5-French Connector and Blue Boot	Access Technologies	CP2AC-5NC	Surgical Disposable
Super cut metzenbaum dissecting scissors	V. Mueller	CH2032-S	Surgical Instrument
Super cut nelson-metzenbaum dissecting scissors	V. Mueller	CH2025-S	Surgical Instrument
Syringes: Sterile Luer-Lock Syringe, 10 mL	Medline	SYR110010Z	Surgical Disposable
Thoracic Catheter, Straight, 28 Fr x 20"	Medline	SWD570549H	Surgical Disposable
Three-quarter surgical drape	Medline	DYNJP2414H	Surgical Disposable
Tiletamine + Zolazepam	Zoetis Inc	54771-9050-1	Medication, Pre-Operative
TourniKwik Tourniquet Set with Four 7.5" Bronze-Colored Tubes and 1 Snare, 12 French	Medline	CVR79013	Surgical Disposable
Transducer clip	Edwards LifeScience	TCLIP05	Equipment
Trigger Aneroid Gauge (Sphygmomanometer)	Patterson Veterinary	07-815-0464	Equipment
TruWave Disposable Pressure Transducer Kits by Edwards Lifesciences	Medline	VSYPX260	Surgical Disposable and Chronic PH
TS420 Perivascular Flow Module	Transonic	TS420	Equipment, Perivascular Flow Meter
Tubing, Suction: Sterile Universal Suction Tubing with Straight Ribbed Connectors, 1/4" x 12'	Medline	OR612	Surgical Disposable
Tubing: Pressure Monitoring Tubing with Fixed Male Luer Lock and Female Fitting, Low Pressure, 72" L	Medline	DYNJPMTBG72MF	Surgical Disposable
Tubing: Pressure Monitoring Tubing with Fixed Male Luer Lock and Female Fitting, Low Pressure, 72" L	Medline	DYNJPMTBG72MF	Disposable, Chronic PH
Tubular Elastic Dressing Retainer	Medline	DERGL711	Disposable, Chronic PH
Tuffier rib retractor	V. Mueller	CD1101	Surgical Instrument
Tygon E-3603 Flexible Tubings	Fisher Scientific	14-171-227	Surgical Disposable
U.S.A retractor	V. Mueller	SU3660	Surgical Instrument
Umbilical Tape, Cotton, 3-Strand, 1/8 x 36"	Medline	ETHU12TH	Surgical Disposable
Valleylab Button Switch Pencil	Medline	VALE2516H	Surgical Disposable
Vanderbilt deep vessel forceps	V. Mueller	CH1687	Surgical Instrument
Veterinary Anesthesia Machine	Midmark	Matrx VMC	Equipment
Veterinary Anesthesia Ventilator	Hallowell EMC	Model 2000	Equipment
Vicryl: Undyed Coated Vicryl 0 CT-1 36" Suture	Medline	ETHVCP946H	Surgical Disposable
Vicryl: Undyed Coated Vicryl 2 TP-1 Taper 54" Suture	Medline	ETHVCP880T	Surgical Disposable
Vicryl: Undyed Coated Vicryl 2-0 CT-1 18" Suture	Medline	ETHVCP739D	Surgical Disposable
Vital crile-wood needle holder, 10-3/8”	V. Mueller	CH2427	Surgical Instrument
Vital mayo-hegar needle holder, 7-1/4”	V. Mueller	CH2417	Surgical Instrument
Vital metzenbaum dissecting scissors, 14’’	V. Mueller	CH2009	Surgical Instrument
Vital metzenbaum dissecting scissors, 9”	V. Mueller	CH2006	Surgical Instrument
Vital ryder needle holder, 9”	V. Mueller	CH2510	Surgical Instrument
Yankauer, Bulb Tip: Sterile Rigid Yankauer with Bulb Tip, No Vent	Medline	DYND50130	Surgical Disposable