Hipertensión pulmonar tromboembólica crónica y Evaluación de la función ventricular derecha en el Piglet

Resumen

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.

Resumen

Un modelo del cochinillo original de hipertensión pulmonar tromboembólica crónica (HPTEC) asociado con ventrículo derecho (VD) disfunción crónica se describe. La hipertensión pulmonar (HP) se indujo en lechones de 3 semanas de edad por una obstrucción progresiva del lecho vascular pulmonar. Una ligadura de la arteria pulmonar izquierda (PA) se realizó primero a través de un mini-toracotomía. En segundo lugar, embolizaciones semanales del lóbulo pulmonar inferior derecha se realizaron bajo guía fluoroscópica con n-butil-2-cianoacrilato durante 5 semanas. Presión arterial pulmonar (PAPm) medida por cateterismo cardíaco ritght media, aumentando progresivamente, así como la presión auricular derecha y pulmonares vasculares Resistencias (PVR) después de 5 semanas en comparación con los animales sham. Del ventrículo derecho (VD) remodelación estructural y funcional fueron evaluados mediante ecocardiografía transtorácica (RV diámetros, espesor de la pared del VD, la función sistólica del VD). Elastancia RV y acoplamiento RV-pulmonar fueron evaluados por bucles presión-volumen(PVL) el análisis con el método de la conductancia. También se realizaron estudio histológico del pulmón y el ventrículo derecho. Los análisis moleculares de RV tejidos frescos podrían realizarse a través de biopsias endomiocárdicas transcutánea repetidas. Enfermedad microvascular pulmonar en los territorios obstruidas y no obstruidas se estudió a partir de biopsias pulmonares utilizando análisis molecular y patología. Además, la fiabilidad y la reproducibilidad se asoció con un rango de severidad PH en animales. La mayoría de los aspectos de la enfermedad HPTEC humana se reproducen en este modelo, que permite nuevas perspectivas para la comprensión de los mecanismos subyacentes (mitocondrias, inflamación) y nuevos enfoques terapéuticos (dirigidos, terapias celulares o genes) del ventrículo derecho sobrecargado, sino también microvascular pulmonar enfermedad.

Introducción

Hipertensión pulmonar tromboembólica crónica (HPTEC) es un subtipo de la hipertensión pulmonar (HP), debido a la obstrucción vascular pulmonar crónica cama por coágulos persistentes y organizados relacionados con uno o más agudas embolias pulmonares ^1-3. Una combinación de la enfermedad microvascular obstructiva y no obstructiva conduce a un aumento adicional en la resistencia vascular pulmonar ^4. El ventrículo derecho debe primero adaptarse a la hipertrofia compensada para mantener el gasto cardíaco. Sin tratamiento, el ventrículo derecho se dilata y no en el tiempo. En la era moderna, PH sigue siendo una enfermedad progresiva ya menudo mortal a pesar del uso de terapias dirigidas modernos ^5. Muchos estudios han demostrado que el ventrículo derecho (VD) la adaptación a la sobrecarga de presión es el principal determinante de la supervivencia en pacientes con HP. Por esa razón, la comprensión de los mecanismos subyacentes a la transición de la adaptación a la remodelación RV maladaptive es una piedra angular para el tratamiento y Develollo de nuevas terapias. Debido PH es rara y toma de muestras de tejido es casi inviable en estos pacientes frágiles, se requieren estudios experimentales. Además, los estudios preclínicos son obligatorios para determinar que un fármaco con beneficio en la vasculatura pulmonar no causa deterioro RV.

Durante muchos años, diferentes modelos experimentales de PH y la insuficiencia del VD se han desarrollado con ventajas y limitaciones ^6,7. En los modelos murinos farmacológicos (monocrotaline, SU5416, hipoxia), pH y la insuficiencia del VD se producen secundario a una inflamación masiva, isquemia o factor de estrés tóxico que podría inducir varias "partes" y efectos de polarización en vía de análisis molecular. AdemÃ, biopsias endomiocárdicas RV en un modelo murino deben ser muy difícil sin sacrificar el animal. Modelos quirúrgicas en animales más grandes son más fisiológica, pero no afectan a la vasculatura pulmonar (cerclaje de la arteria pulmonar, derivación sistémico-pulmonar) o inducen PH aguda y RVF (embolia pulmonar aguda). El objetivo de este artículo es describir un modelo original de HPTEC en los lechones que es más representativo de la HPTEC fisiopatología. Este modelo animal grande permite repetir las mediciones no invasivas e invasivas por lo general se realizan en la práctica clínica (cateterismo cardíaco derecho) para seguir los cambios en la hemodinámica pulmonar y la función del VD.

Protocolo

Este protocolo fue aprobado por el comité de ética local en experimentos con animales y por el Comité Institucional de Protección de los Animales de nuestra institución. Todos los animales recibieron atención humanitaria de conformidad con los "Principios de Laboratorio Animal Care" formuladas por la Sociedad Nacional para la Investigación Médica y de la "Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio", elaborado por el Instituto de Laboratorio de Recursos Animales y publicados por la National Institutos de Salud (NIH Publication No. 86-23, versión revisada en 1996).

Consideraciones generales: Todos los animales deben ser tratados con respeto, de acuerdo con las normas 3Rs (Centro Nacional de Perfeccionamiento de reemplazo y reducción de los Animales en la Investigación). Los procedimientos quirúrgicos se deben realizar con una esterilidad estricta y de la misma manera que para los seres humanos. Todos los dispositivos médicos deben ser estériles.

Protocolo 1. Anestesia

NOTA: Gran WhitSe han usado e lechones de un peso 20 Kg (3-semanas de edad). La hipertensión pulmonar se indujo progresivamente. La primera etapa implicaba una arteria pulmonar (AP) ligadura de izquierda a través de una toracotomía izquierda. Los siguientes pasos consistieron en la realización de embolizaciones semanales PA durante 5 semanas. Todos los procedimientos se realizaron bajo anestesia general.

1. No alimentar a los animales 12 horas antes del procedimiento.
2. Haga una premedicación del lechón, realice una inyección intramuscular utilizando 30 mg / kg de ketamina Clorhidrato y aropine 0,05 mg / kg en los músculos del cuello, 30 minutos antes del procedimiento. ⁸
3. Cuando está sedado el cerdo, insertar un catéter en la vena de la oreja.
4. Realizar intravenosa de un bolo de fentanilo (0,005 mg / kg) y propofol (2 mg / kg) antes de la intubación. Inyectar por vía intravenosa en la vena de la oreja Cisatracurio (0,3 mg / kg) y intubar el cerdo (intubación no selectivo con una sonda francesa 7) ^9.
5. Coloque los dispositivos de monitoreo continuo sobre el lechón: ECG continua, CO espiratorio ₂ y oximetría de ^8,9. Insertar un catéter arterial campo de fluido a través de la arteria carótida bajo la guía ecografía para monitorizar la presión arterial sistémica ^8-10.
6. Mantener la anestesia general con isoflurano (2%) en el suplemento de oxígeno al 100%, infusión continua intravenosa de fentanilo (0,004 mg / kg) y propofol (3 mg / kg).
7. Añadir un antibioprophylaxy con una inyección de Cefatoxine (1 g) y gentamicina (80 mg).
8. Prevenir intraoperatoria y el dolor post operatorio con la inyección de nalbufina (0,01 mg / kg) tres veces al día
9. Compruebe cada 15 minutos, la integridad de la anestesia: ausencia de movimiento, la frecuencia cardiaca estable, la presión sanguínea, la oxigenación.
10. El uso de ungüento veterinario en los ojos para evitar la sequedad mientras que bajo anestesia.

2. La ligadura de la arteria pulmonar izquierda

1. Instale el cerdito en la posición de decúbito lateral izquierdo, afeitar el área operativa y desinfectar la piel con un alcoholisolución c. Utilice un campo estéril local.
2. Abra el pecho a través de una pequeña toracotomía lateral izquierda (de 5 a 10 cm) en el espacio de los 4 ^th intercostales. No vaya a detrás de la punta de la escápula. Retraer con cuidado el pulmón hacia el diafragma.
3. Una vez que la ventana quirúrgica ideales ubicado, retraer la izquierda vena ácigos y disecar la arteria principal izquierda pulmonar antes de atar con un no absorbible 2/0 seda.
   NOTA: Es muy importante no abrir el pericardio.
4. Cierre la capa de pecho después de capas con suturas absorbibles. Use un tubo de tórax para eliminar el neumotórax postoperatorio. Retire el tubo de tórax después de la extubación lechón.

3. La embolización de la arteria lóbulo inferior derecho pulmonar

1. Después de la anestesia general, poner el cochinillo en una posición supina. Llevar a cabo un seguimiento continuo de la oximetría, CO ₂ espiratorio, ECG, presión arterial media sistémica (MPA) y la media de la presión arterial pulmonar (PAPm) Durante todo el procedimiento.
2. Inserte todos los catéteres por vía percutánea con guía ecográfica. Inserte un arterial 6 catéter francés en la arteria carótida para la monitorización de la presión arterial y un 8 vaina francés en la vena cava superior a través de la vena yugular (Realizar la punción 2 cm por encima de la escotadura supraesternal con una dirección de 45 ° de ángulo).
3. Bajo guía fluoroscópica, inserte, a través de la vaina 8 Fr, un catéter angiográfico 5 Francés en la arteria pulmonar derecha. La punta del catéter debe estar en una arteria pulmonar del lóbulo inferior segmentaria.
4. Preparar el material para la embolización de la arteria pulmonar: 1 ml de pegamento de tejido blando que contiene N-butil-2-cianoacrilato se añade a 2 ml de un medio de contraste lipídica.
   ATENCIÓN: Evitar la piel o los ojos contacto con la N-butil-2-cianoacrilato.
5. Cuando el catéter angiográfico está bien posicionada, inyectar 0,2 ml a 0,4 ml de la preparación en la arteria pulmonar. Evaluar la tolerancia de la embolización midiendo larelación PAPm / AMP que no debe exceder de 0.5. Deje de embolización si la saturación de oxígeno era <90% y / o el AMP cayó por debajo de 60 mm Hg y / o el gasto cardíaco era bajo 2 L / min.
6. Retire el catéter angiográfico y vainas y realizar compresiones digitales del sitio de la punción.

4. Evaluación hemodinámica

1. Después de la anestesia general, la posición de los lechones en una posición supina. Llevar a cabo un seguimiento continuo de la oximetría, espiratorio CO _2, ECG, presión arterial sistémica (MPA) y la presión arterial pulmonar (PAPm) durante todo el procedimiento.
2. Ventilar los lechones con el más bajo FiO ₂ como sea posible de acuerdo con la saturación de oxígeno (> 95%).
3. Inserte todos catéter por vía percutánea bajo guía ecográfica. Un catéter arterial 6 francesa se inserta en la arteria carótida y una vaina Francés 8 se inserta en la vena cava superior (Realizar la punción 2 cm por encima de la horquilla esternal con unos 45 °dirección del ángulo).
4. Inserte un francés de Swan-Ganz catéter 7 en el tronco de la arteria pulmonar. Evaluar el gasto cardiaco por la técnica de dilución thermo, con la inyección de 10 ml de solución salina a 4 ° C.
5. Registre los siguientes parámetros: sistólica, diastólica y media de la presión arterial sistémica y pulmonar, la frecuencia cardíaca, saturación de oxígeno, la presión de la aurícula derecha, el gasto cardíaco.

5. Evaluación ecocardiográfica del ventrículo derecho

1. Después de la anestesia general, instale el lechón en posición supina y realizar una ecocardiografía transtorácica según directrices humanos para la detección de RV. Grabar vídeo bucles durante una pausa de final de la espiración.

6. Presión-Volumen Bucles de Evaluación con el Método de la conductancia

1. Después de la anestesia general, instalar el cochinillo en una posición supina. Llevar a cabo un seguimiento continuo de la oximetría, CO ₂ espiratorio, ECG, presión arterial sistémica (MPA) yla presión pulmonar arterial (PAPm) durante todo el procedimiento.
2. Inserte un arterial 6 catéter francés en la derecha o la arteria carótida izquierda y un catéter angiográfico en el ventrículo izquierdo. Insertar un 9 vaina francés en la vena cava superior, a 8 de Francia en la derecha o la vena femoral izquierda y un arterial PiCCO catéter en la arteria femoral derecha o la izquierda. Inserte todos los catéteres por vía percutánea bajo guía ecográfica.
3. Realice la calibración de la presión y el volumen de la sonda de conductancia de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Medir la resistividad de la sangre (Rho) mediante el muestreo de 5 ml de sangre arterial. Cosecha de 5 ml de sangre arterial, de-aire de la jeringa y llenar la sonda para la medición de la resistividad de la sangre. ^10-13.
4. Inserte el catéter de conductancia en el ventrículo derecho a través de la vaina 9Fr en el Veina cava superior. Coloque adecuadamente el extremo del catéter con guía fluoroscópica. Coloque el extremo del catéter en el ápice de la plataformaventrículo ht e insertar todo el tiempo posible en el ventrículo.
5. Controlar la calidad de los bucles. (Figura 6)
6. Insertar un ballon prescindible en el Veina cava inferior a través de la vena femoral. Coloque el extremo justo debajo de la aurícula derecha. Utilice guía fluoroscópica.
7. Bucles Registro de presión-volumen del ventrículo derecho en el estado basal y durante la oclusión de la vena cava inferior como antes descritos ^10-12. (Figura 7)

7. Las biopsias endomiocárdica del ventrículo derecho

1. Después de la anestesia general, la posición de los lechones en una posición supina. Llevar a cabo un seguimiento continuo de la oximetría, espiratorio CO _2, ECG, presión arterial sistémica (MPA) y la presión arterial pulmonar (PAPm) durante todo el procedimiento.
2. Inserte percutánea una vaina 10 de Francia en la vena cava superior. Inserte un (SG) de la sonda 7 Francés Swan-Ganz y una larga 7.5 vaina del catéter francés en el atri derechoum. Cuando la punta de la sonda SG está bien situado en el ventrículo derecho (VD), inflar el globo de la sonda SG, empuje el catéter vaina larga en la RV contra el globo. Desinflar el globo y retire la sonda SG dejando el catéter vaina larga en la RV. La buena posición de la punta del largo vaina se controla mediante fluoroscopia y ecocardiografía.
3. Inserte el biotome en la vaina larga y realizar biopsias endomiocárdicas bajo ecográfico, fluoroscópica y control ECG.

8. Consideraciones generales Cuidados después de la cirugía

1. Después de la cirugía, la extubación el lechón sólo después de la recuperación de las funciones respiratorias espontáneas.
2. Para la medicación postoperatoria, realice una inyección intramuscular de Cefatoxine (1 g) Die durante 5 días y entregar la analgesia appropieted (buprenorfina, la inyección intramuscular de 0,01 mg / kg de la subasta por 10 días.
3. No deje a un animal que ha sido sometido a una cirugía para la compañía de otros animales hasta que esté completamente recovered.

9. Método de eutanasia

1. La eutanasia a los animales en las situaciones seguidos; Fin de la experimentación, la pérdida de peso del 15% o más en una semana, unibability para alimentar adecuadamente a sí mismos, la anorexia, la infección no tratable, dolor u otro didease, desease demasiado grave: cianosis, disnea importante
2. Durante la anestesia general con sevoluorane 8%, inyectar una alta dosis de propofol (0,5 mg / kg) asociado con una dosis letal de cloruro de potasio (0,2 g / kg). Cuando el corazón se detiene en la diástole, Harveste el corazón y el bloque de pulmón con el fin de hacer un estudio histológico y molecular.

Resultados

Factibilidad

Este modelo del cochinillo de la hipertensión pulmonar post-embólica crónica se ha establecido en nuestro laboratorio en el período 2009-2010. Desde 2011, se utilizaron 70 lechones y hemos realizado 63 modelos terminados. En nuestra experiencia, la realización de este modelo requiere una curva de aprendizaje.

En cuanto a la mortalidad, se observó 5 muertes imprevistas (7,1%), sobre todo en la primera parte de nuestra experiencia. ...

Discusión

Al igual que en la práctica clínica humana, el respeto de las normas de asepsia es obligatorio durante todos los procedimientos quirúrgicos. En el modelo de los lechones HPTEC original descrito por O. Mercier et al., La ligadura de la arteria pulmonar izquierda se llevó a cabo después de abrir el pericardio, a través de una esternotomía mediana ^14. Debido a que el pericardio se dejó abierta, la interacción entre el ventrículo derecho y el pericardio se deteriora y la insuficiencia cardíaca...