We would like to give a big thanks to the Visible Heart Laboratory staff and students that have helped with this project: Nate Menninga, Lars Mattison and Megan Schmidt.

Este protocolo fue aprobado por la Universidad de Minnesota Institucional Cuidado de Animales y el empleo. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52600/52600fig1.jpg" /> Figura 1. Diagrama de Estudio Paradigma <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52600/52600fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> 1. Preparación quirúrgica de los cerdos <ol><li> Administrar 5-7mg / kg de tiletamina / zilazipam a los cerdos (70-80 kg) por vía intramuscular. Colocar un catéter de vena de la oreja y administrar 5-7 mg / kg methohexital a través de una vía intravenosa. Intubar al animal con tubo endotraqueal y ventilar. </li><li> Entregar isoflurano&gt; 1,2% MAC en una mezcla de aire de la casa y el oxígeno para mantener un plano quirúrgico de anestesia. Asegúrese de que el animal se encuentra en un plano profundo de anesthesia antes de cualquier manipulación de la comprobación de la ausencia de tono de la mandíbula y de mantenimiento de la anestesia por encima de la concentración mínima alveolar para cerdos. Comprobar la profundidad anestésica inicial se lleva a cabo, asegurando la ausencia de tono de la mandíbula y los niveles de isoflurano se monitorizan de forma continua durante todo el procedimiento (&gt; 1,5 CAM) para asegurar un plano de profundidad de la anestesia. </li><li> acceder con cuidado la yugular y la arteria carótida externa derecha con cauterio y disección roma. Colocar un catéter de Swan-Ganz 8.5F en la yugular externa e inflar el globo a 1,5 cc. A continuación, recorrer a través de la aurícula derecha, el ventrículo y por medio de la válvula pulmonar por la arteria pulmonar hasta que se sienta una presión de enclavamiento. </li><li> Desinflar el globo y dejar el catéter en esta posición. Registrar la presión de la aurícula derecha y la presión arterial pulmonar usando el globo. Además, registrar la presión de enclavamiento o presión en el pulmón (o si los pulmones se consideran normales, entonces también grabar la izquierda unala presión de prueba). NOTA: Este catéter también permite la estimación del gasto cardíaco. </li><li> Colocar un catéter adicional de la presión del globo 5.0f en la yugular externa y en el ventrículo derecho a la continua presión de registro. </li><li> Colocar un catéter de presión globo 5.0f en la arteria carótida, el prolapso a través de la válvula aórtica y mantener en el ventrículo izquierdo. Se lavan todos los catéteres de presión con 20 unidades / ml de solución salina heparanized conectado a un transductor de presión, y registrar todos los datos de la presión del ventrículo izquierdo, ventrículo derecho (y estima el gasto cardíaco), presión de la arteria pulmonar y la presión de la aurícula derecha. </li><li> Para la vigilancia periférica, acceder a una rama de la arteria femoral mediante la colocación de un catéter 18F para la presión arterial en tiempo real o un control de gases en sangre. ritmo cardíaco Record y la temperatura durante el procedimiento. </li><li> acceder con cuidado la yugular externa izquierda con cauterio y disección roma. Coloque dos introductores de hemostasia 11.0F en el jugular y seguro con 0 suturas de seda. Colocar catéteres dirigibles en los introductores. </li><li> Bajo guía fluoroscópica, lugar de fijación activa lleva en el apéndice auricular derecho y el vértice del ventrículo derecho. NOTA: Un cable de fijación es un cable implantado quirúrgicamente que conecta el corazón con un marcapasos implantado. </li><li> Connectanalyzer cables a los cables de prueba y para la captura utilizando un programador. Establecer los parámetros a 8V, 0,25 mseg de duración, y establecer la frecuencia de estimulación en un mínimo de 10 latidos por minuto más alta que la tasa intrínseca en ese momento. Registrar la impedancia relativa de cada derivación. </li><li> Hacer una incisión quirúrgica medial de la apófisis xifoides hasta cerca de la inserción de los músculos esternocleidomastoideo. Use una sierra esternal para eliminar el saliente anterior desde el esternón (hueso de la quilla) para permitir la disección medial parcial del esternón. Utilice una cizalla de corte a través de las partes restantes de la estructura ósea del esternón. Diseccionar el ligamento esternal-pericárdico y retraer el sternumetro. </li><li> Utilice una disección roma para separar el pericardio de los revestimientos pleurales. Hacer una incisión sagital medial (3-5 cm) en el pericardio y crear una cuna pericárdica con cuatro suturas nudo cuadrado en cada esquina (derecha, izquierda, superior y sitios inferiores). </li><li> Coloque un cable bipolar temporal en la región apical del ventrículo izquierdo y coloque un paso unipolar cable de estimulación temporal en la orejuela auricular izquierda. </li><li> La eutanasia se logra mediante la eliminación del corazón bajo anestesia profunda. </li></ol> 2. Preparación para la supervisión electrofisiológica <ol><li> Sistema de Mapeo cardiaco. <ol><li> Seleccione un estudio de la FA en un sistema de mapeo cardiaco Conectar los electrodos de marcapasos ventriculares epicárdicos bipolares y los electrodos epicárdicos en el apéndice auricular con pinzas de cocodrilo a los ajustes apropiados en la caja de conexiones. Conectar un electrocardiograma y terrestres almohadillas para el sistema. </li></ol></li><li> Osciloscopio y estimulador Grass. <ol><li> Conecta elbipolar izquierda cable de estimulación ventricular y auricular plomo unipolar en la caja de conexiones a un estimulador Grass que está conectado a un osciloscopio para la verificación eléctrica. </li></ol></li><li> La estimulación programada electrofisiológico. <ol><li> Asegure los cables de aurícula derecha y ventrículo derecho se conduce en un lugar marcapasos la cabeza programador de telemetría sobre el marcapasos. Seleccione la estimulación del electrodo de estimulación (PSA) estudio y establecer los parámetros de 8V; eliminar todos los parámetros del paciente. Establecer la duración de estimulación se establece en 8 pulsos a 400 ms (o 300 ms). </li></ol></li></ol> 3. estudio in situ <ol><li> Período refractario: Estudio Paradigma. <ol><li> Determinar el período refractario efectivo auricular (PREA), el nodo auriculoventricular período refractario (AVNERP) y el período refractario efectivo ventricular (VERP) al inicio del estudio, y a los 30 y 60 minutos después de la entrega de drogas pericárdico tratamiento de control compuesto / /; puntos de tiempo adicionales se pueden añadir como desSoy rojo. </li></ol></li><li> Período refractario: Configuración del programador. <ol><li> Burst inducir el parámetro estudio PES a 8 pasos (400 ms o 300 ms), seguido de un mínimo de 300 mseg de estimulación. Reducir la estimulación hasta los ventrículos / atrio (respectivamente) dejará de contraerse. Esto se nota desde la detección de los cables de estimulación; determinando así el periodo refractario relativo. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52600/52600fig2.jpg" /> Figura 2. EnSiteSystem: PREA, AVNERP y determinación VERP <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52600/52600fig2large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <ol start="3"><li> Determinación de la carga de FA Relativa: Parámetros. <ol><li> Sostener el corazón del animal en la FA, después de 1 min, permitir que permanezca en la FA durante un máximo de 10 minutos:. Es decir, antes de sorprender al aurículas con levas directos a los 5 julios de interrumpir la FA. ElICIT AF inducción de hasta 10 veces en cada punto temporal. Tenga en cuenta, en este estudio. AF se define como un ritmo irregular con una ausencia de la onda P. </li></ol></li><li> AF Carga: Hierba estimulador y configuración del osciloscopio. <ol><li> Optimizar los parámetros para el estimulador Grass para entregar 4 Hz con una duración de impulso 2 segundos para el apéndice auricular izquierdo (LAA) por el cable de caída de estimulación; verificar esto por un osciloscopio estándar. Ofrecer un único pulso a la LAA inducir FA. </li></ol></li></ol> 4. Corazón explantación y Reanimación (Modelo de Trasplantes) <ol><li> La cánula raíz aórtica. <ol><li> diseccionar cuidadosamente el tejido pericárdico alrededor de la aorta ascendente y retirar los pericardium.Suture dos puntos (2-3 cm) de distancia de 2.0 sutura Ethibond en la aorta ascendente, y administrar 30.000 unidades de heparina por vía intravenosa. </li><li> Colocar la cánula de la raíz aórtica entre los puntos de sutura y asegure la aorta. Con el sistema de suministro de presión, quite tque estilete-bisel y colocar una abrazadera en la cánula que no permite un flujo. </li></ol></li><li> Preparación cardioplejía. <ol><li> Administrar solución cardioplegia St. Thomas frío en la aorta ascendente bajo una presión de 150 mm / Hg a través de una bolsa de presión. Asegurar un catéter de irrigación que está conectado a la cardioplegia a presión con una parada de 3 vías martillo en el extremo distal. Asegure la llave de paso de la cánula de la raíz aórtica, liberar una descarga constante de cardioplejía a través del catéter y asegure a la cánula de la raíz aórtica. </li></ol></li><li> Cruz-Clamp. <ol><li> Abrazadera de la vena cava inferior con un atraumaticclamp 1-2 cm apenas superiores al diafragma. Sujetar la aorta ascendente con un ángulo no traumática campamento de 1-2 cm en la aorta ascendente superior a la cánula de la raíz aórtica. </li></ol></li><li> Cruz-Clamp / Cardioplejía. <ol><li> Retire la abrazadera de la cánula de la raíz aórtica y lavar la cardioplejía a 150 mm / hg hacia la válvula aórtica, el cierre de la válvula aórtica y perfusing las coronarias. </li><li> Abrazadera de la vena cava superior y hacer una pequeña incisión en la arteria pulmonar, con el fin de no sobre presurizar el corazón. Una vez que el corazón se detiene (asistolia), para quitar y eliminar el corazón del pecho y colocar en un baño de tampón de Krebs-Henseleit enfriada (~ 3-8 ° C). </li></ol></li><li> Reanimación. <ol><li> Cannulate los grandes vasos y preparar el corazón utilizando metodologías corazón visible (3). Una vez que el corazón perfundido llega a 37 ± 5 ° C, restaurar el ritmo sinusal nativa mediante la entrega de 34 choques J a los ventrículos a través de electrodos de parche epicárdicas. </li></ol></li></ol> 5. Estudio in vitro Paradigma <ol><li> un seguimiento continuo de la función cardíaca durante 60 minutos después de la reanimación. Un seguimiento continuo de la ecocardiografía en modo 2D con un eje corto: una vista LV justo debajo de la válvula mitral. </li><li> Calcular el espesor de la pared ventricular y expulsión fracciones cada post reanimación 10 min (véase más adelante).Tomar muestras de seno coronario (1 cc) a -5 min y cada 5 minutos durante el período de evaluación. </li><li> Supervisión. <ol><li> Supervisar la hemodinámica, tanto para el ventrículos derecho, incluyendo presiones, flujos y cambios de volumen e izquierdo. </li></ol></li><li> Ecocardiografía: fracción de eyección. <ol><li> Colocar una sonda de eco transtorácico directamente en el corazón, la captura de una vista de eje corto a medio papilar. Calcular la fracción de eyección (EF%) en el modo de trabajo 4 de la cámara de cada 10 min utilizando la ecuación: Volumen LV diastólico final - LV sistólica End Volumen X 100 volumen / LV diastólico final </li></ol></li><li> Ecocardiografía: ventricular izquierda ancho de la pared. <ol><li> Medir el grosor de la pared ventricular (cm) desde una ventana de eje corto a medio papilar a intervalos de 10 minutos durante una hora después de la reanimación. Mide cuatro esquinas del ventrículo izquierdo mediante una pantalla pinzas y tomar la media. </li></ol></li><li> El metabolismo del miocardio. <ol><li> Coloque una steeracatéter ble en el seno coronario (CS). La muestra 1 cc de la CS 5 min antes de la reanimación y cada post reanimación 5 minutos durante 1 hora. Probar las muestras para los niveles de lactato y glucosa; otros gases sanguíneos también pueden ser evaluados. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Richardson, E. S., Rolfes, C., Woo, S. O., Elmquist, W. F., Benditt, D. G., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+Responses+to+the+Intrapericardial+Delivery+of+Metoprolol:+Target+Delivery+Compared+to+Intravenous+Administration.">Cardiac Responses to the Intrapericardial Delivery of Metoprolol: Target Delivery Compared to Intravenous Administration.</a> J. Cardiovasc. Translational Research. 5 (4), 535-540 (2012).</li><li>Xiao, Y. F., Sigg, D. C., Ujhelyi, M. R., Wilhelm, J. J., Richardson, E. S., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pericardial+delivery+of+omega-3+fatty+acid:+a+novel+approach+to+reducing+myocardial+infarct+sizes+and+arrhythmias.">Pericardial delivery of omega-3 fatty acid: a novel approach to reducing myocardial infarct sizes and arrhythmias.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294 (5), 2212-2218 (2008).</li><li>Chinchoy, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+four-chamber+working+swine+heart+model.">Isolated four-chamber working swine heart model.</a> Ann Thorac Surg. 70 (5), 1607-1614 (2000).</li><li>Moreno, R., Waxman, S., Rowe, K., Verrier, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrapericardial+beta-adrenergic+blockade+with+esmolol+exerts+a+potent+antitachycardic+effect+without+depressing+contractility.">Intrapericardial beta-adrenergic blockade with esmolol exerts a potent antitachycardic effect without depressing contractility.</a> J Cardiovasc Pharmacol. 36 (6), 722-727 (2000).</li><li>Jansen, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrapericardial+delivery+enhances+cardiac+effects+of+sotalol+and+atenolol.">Intrapericardial delivery enhances cardiac effects of sotalol and atenolol.</a> J Cardiovasc Pharmacol. 44 (1), 50-56 (2004).</li><li>Vereckei, A., Gorski, J. C., Ujhelyi, M., Mehra, R., Zipes, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrapericardial+ibutilide+administration+fails+to+terminate+pacing-induced+sustained+atrial+fibrillation+in+dogs.">Intrapericardial ibutilide administration fails to terminate pacing-induced sustained atrial fibrillation in dogs.</a> Cardiovas Drugs Ther. 18 (4), 269-277 (2004).</li><li>Kumar, K., Nguyen, K., Waxman, S., Nearing, B. D., Wellenius, G. A., Zhao, S. X., Verrier, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potent+antifibrillatory+effects+of+intrapericardial+nitroglycerin+in+the+ischemic+porcine+heart.">Potent antifibrillatory effects of intrapericardial nitroglycerin in the ischemic porcine heart.</a> J Am Coll Cardiol. 41 (10), 1831-1837 (2003).</li><li>Fei, L., Baron, A. D., Henry, D. P., Zipes, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrapericardial+delivery+of+L-arginine+reduces+the+increased+severity+of+ventricular+arrhythmias+during+sympathetic+stimulation+in+dogs+with+acute+coronary+occlusion:+nitric+oxide+modulates+sympathetic+effects+on+ventricular+electrophysiological+properties.">Intrapericardial delivery of L-arginine reduces the increased severity of ventricular arrhythmias during sympathetic stimulation in dogs with acute coronary occlusion: nitric oxide modulates sympathetic effects on ventricular electrophysiological properties.</a> Circulation. 96 (11), 4044-4049 (1997).</li><li>Ayers, G. M., Rho, T. H., Ben-David, J., Besch, H. R., Zipes, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amiodarone+instilled+into+the+canine+pericardial+sac+migrates+transmurally+to+produce+electrophysiologic+effects+and+suppress+atrial+fibrillation.">Amiodarone instilled into the canine pericardial sac migrates transmurally to produce electrophysiologic effects and suppress atrial fibrillation.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 7 (8), 713-721 (1996).</li><li>Darsinos, J. T., Karli, J. N., Samouilidou, E. C., Krumbholz, B., Pistevos, A. C., Levis, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+amiodarone+in+heart+tissues+following+intrapericardial+administration.">Distribution of amiodarone in heart tissues following intrapericardial administration.</a> Int. J. Clin. Pharacol Ther. 37 (6), 301-306 (1999).</li><li>Ujhelyi, M. R., Hadsall, K. Z., Euler, D. E., Mehra, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrapericardial+therapeutics:+a+pharmacodynamic+and+pharmacokinetic+comparison+between+pericardial+and+intravenous+procainamide+delivery.">Intrapericardial therapeutics: a pharmacodynamic and pharmacokinetic comparison between pericardial and intravenous procainamide delivery.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 13 (6), 605-611 (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose

Aquí, hemos demostrado un enfoque único para ensayar la eficacia potencial de los compuestos entregados objetivo en el espacio pericárdico. Este paradigma estudio se puede utilizar para probar mercado actual lanzado productos farmacéuticos o compuestos experimentales, proporcionando así las aplicaciones de traslación directos a diversos entornos clínicos. Dentro de esta estrategia de tratamiento hay dos principales aplicaciones clínicas para la entrega de productos farmacéuticos al espacio pericárdico: 1) a co...

Actualmente en los procedimientos a corazón abierto, los médicos utilizan agentes antiarrítmicos de tratamiento y otros sistémicamente. Sin embargo, esto puede ser problemático para muchos pacientes, especialmente aquellos que ya están comprometidas clínicamente. Por ejemplo, los tratamientos intravenosos pueden dar lugar a gotas sistémicos en la presión arterial o la disfunción renal; Además, pueden crear problemas de administración de anestesia y / o otros efectos secundarios a largo plazo. Aquí hemos creado un modelo para probar la eficacia de la administración de agentes farmacológicos en el espacio pericárdico. Por ejemplo, este enfoque puede ser utilizado para el ensayo de fármacos antiarrítmicos, el estudio de compuestos que pueden aumentar la función cardíaca y / o promover la recuperación del miocardio después de procedimientos quirúrgicos. Ha habido beneficios observados a la meta de entrega de los tratamientos en el espacio pericárdico frente a la administración intravenosa: por ejemplo, nuestro laboratorio ha demostrado que la entrega localizada de antiarmedicamentos rítmicas, tales como metoprolol, es de protección contra la incidencia de arritmias y reducir al mínimo la reducción en la presión arterial 1. Esta estrategia de entrega de destino también ofrece la oportunidad para que la administración de concentraciones más altas de actividad y reducir al mínimo los niveles sistémicos. Por ejemplo, altos niveles de concentraciones por vía intravenosa entregados de ácidos grasos pueden resultar en la hemólisis, pero la entrega pericárdico minimiza esta preocupación 2. Este paradigma estudio consta de tres objetivos principales para determinar la eficacia de los compuestos de pericardio entregado: 1) la determinación in situ de los períodos refractarios del nodo auriculoventricular, las aurículas y los ventrículos, antes del tratamiento y post-tratamiento 30 y 60 minutos; 2) la relativa in situ carga AF antes del tratamiento y 30 y 60 min de tratamiento post (puntos de tiempo adicionales se agregan a menudo) 3) análisis funcional del corazón después de haber sido reanimados 3 incLuding monitorización hemodinámica, la frecuencia cardiaca, el metabolismo del corazón (lactato y glucosa) en la muestra del seno coronario, la fracción de eyección (EF%) y grosor de la pared ventricular (cm) controla cada 10 minutos después de la reanimación Este modelo estrategia de tratamiento nos permitió observar los efectos de los agentes farmacológicos que pueden disminuir la incidencia de arritmias cardiacas y / o daño isquémico, durante y después de la cirugía a corazón abierto o trasplante.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>SelectSecure&#174; 3830 lead</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Pacing Lead&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C304 Deflectable Catheter&#160;</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Steerable catheter for placing leads&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SelectSecure&#174; 3830 lead</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>active fixation pacing leads&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grass S48 Stimulator</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Electrical Stimulator&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Premium 6500 Unipolar Pacing&#160;</td>
			<td></td>
			<td>N/A</td>
			<td>Plunge pacing lead for LAA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EnSite&#8482; Cardiac Mapping</td>
			<td></td>
			<td>N/A</td>
			<td>Electrophysiology mapping system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CareLink Programer 2092</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>programmer for pacing leads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GEM II &#174; pacemaker&#160;</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>pacemaker can&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DLP &#174; Aortic Root Cannula</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>aortic root cannula for transplant&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-Arm Fluoroscopy</td>
			<td>Ziehm&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>fluoroscopic imaging&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilliscope</td>
			<td>Tektronix&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>11F Hemostasis introducer</td>
			<td>SafeSheath</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Hemostasis introducers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swan-Ganz Catheter 8.0F</td>
			<td>ICU Medical&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>thermal dilution catheter&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Venogram balloon&#160;</td>
			<td>Oscor</td>
			<td>N/A</td>
			<td>pressure monitoring&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultraview SL</td>
			<td>Spacelabs</td>
			<td>N/A</td>
			<td>EKG and blood pressure&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>s/5 Avance</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Anesthesia machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atrial 6492 &#8211; Unipolar Temporary Atrial Pacing Lead</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>temporary pacing lead&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VIVID i</td>
			<td>General Electric</td>
			<td></td>
			<td>2D electrocardiography unit&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

testing the efficacy of pharmacological agents in a pericardial target delivery model in the swine

Hasta la fecha, muchos agentes farmacológicos utilizados para tratar o prevenir arritmias en casos de corazón abierto crear efectos secundarios sistémicos no deseados. Por ejemplo, los fármacos antiarrítmicos administrados por vía intravenosa pueden producir descensos en la presión sistémica en el paciente cardíaco ya comprometido. Durante la realización de los procedimientos a corazón abierto, los cirujanos a menudo crean ya sea un pequeño puerto o formar una cuna pericárdica para crear campos adecuados para la operación. Esto da acceso a las oportunidades de destino de la entrega farmacológico (agentes antiarrítmicos de preacondicionamiento o isquémicos) directamente al tejido miocárdico, sin efectos secundarios no deseados. Hemos desarrollado un modelo porcino para el ensayo de agentes farmacológicos para la entrega de destino dentro del líquido pericárdico. Mientras totalmente anestesiado, cada animal fue equipada con un catéter de Swan-Ganz, así como catéteres de presión del ventrículo izquierdo y derecho, y electrodos de estimulación se colocaron en el apéndice auricular derecho y el derechoventrículo. Después se realizó una esternotomía medial y una cuna pericárdica acceso fue creado; una ventaja de paso de estimulación se colocó en el apéndice auricular izquierdo y un cable de estimulación bipolar se coloca en el ventrículo izquierdo. La utilización de un programador y un sistema de mapeo cardiaco, el período refractario del nodo auriculoventricular (NAV), se determinó aurículas y los ventrículos. Además, la fibrilación auricular (AF) de inducción se produce utilizando un estimulador y el tiempo de la hierba en la FA se observó. Estas mediciones se realizaron antes del tratamiento, así como 30 min y 60 min después del tratamiento pericárdico. Se añadieron los puntos de tiempo adicionales para los estudios seleccionados. entonces el corazón se cardiopleged y reanimó en un modo de trabajo de cuatro cámaras. Las mediciones de presión y la función se registraron durante 1 hora después de la reanimación. Este modelo de estrategia de tratamiento nos ha permitido observar los efectos de los agentes farmacológicos que pueden disminuir la incidencia de arritmias cardiacas y / o daño isquémico, durante y afcirugía a corazón abierto ter.

Estos resultados son característicos de los datos que se puede recoger la utilización de este modelo de entrega de destino de agentes farmacológicos en los cerdos. Estos datos demostraron notables aumentos en estos ventrículo períodos refractarios efectivos (VERP) después de una infusión de DHA in situ. Además, los datos establece un aumento de la presión ventricular izquierda de DHA en comparación con el control in vitro. La presión de LV en los corazones DHA tratados fueron significativame...

Watch this Scientific Journal Video about Testing the Efficacy of Pharmacological Agents in a Pericardial Target Delivery Model in the Swine at JoVE.com

Testing the Efficacy of Pharmacological Agents in a Pericardial Target Delivery Model in the Swine

We have developed a swine model for the target delivery of pharmacological agents within the pericardial space/fluid. Using this approach, the relative benefits of administered agents on induced atrial fibrillation, relative refractory periods and/or ischemic protection can be investigated.

Prueba de la eficacia de los agentes farmacológicos en un modelo de entrega de destino pericárdico en la producción porcina

To date, many pharmacological agents used to treat or prevent arrhythmias in open-heart cases create undesired systemic side effects. For example, ...

testing-efficacy-pharmacological-agents-pericardial-target-delivery

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Medicine

Unit 1

Cardiovascular Drugs: Antiarrhythmic and Heart Failure Drugs

SCIENTISTS IN ACTION

8.2K vistas.  University of Minnesota. We have developed a swine model for the target delivery of pharmacological agents within the pericardial space/fluid. Using this approach, the relative benefits of administered agents on induced atrial fibrillation, relative refractory periods and/or ischemic protection can be investigated. 

Video: Testing the Efficacy of Pharmacological Agents in a Pericardial Target Delivery Model in the Swine

Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the abilities to extract and use the information encoded in the auditory signal. We refer to these as listening skills (or auditory processing AP). Deficits in these skills are associated with delayed language and literacy development, though the nature of the relevant deficits and their causal connection with these delays is hotly debated.
When a child is referred to a health professional with normal hearing and unexplained difficulties in listening, or associated delays in language or literacy development, they should ideally be assessed with a combination of psychoacoustic (AP) tests, suitable for children and for use in a clinic, together with cognitive tests to measure attention, working memory, IQ, and language skills. Such a detailed examination needs to be relatively short and within the technical capability of any suitably qualified professional. Current tests for the presence of AP deficits tend to be poorly constructed and inadequately validated within the normal population. They have little or no reference to the presenting symptoms of the child, and typically include a linguistic component. Poor performance may thus reflect problems with language rather than with AP. To assist in the assessment of children with listening difficulties, pediatric audiologists need a single, standardized child-appropriate test battery based on the use of language-free stimuli.
We present the IMAP test battery which was developed at the MRC Institute of Hearing Research to supplement tests currently used to investigate cases of suspected AP deficits. IMAP assesses a range of relevant auditory and cognitive skills and takes about one hour to complete. It has been standardized in 1500 normally-hearing children from across the UK, aged 6-11 years. Since its development, it has been successfully used in a number of large scale studies both in the UK and the USA. IMAP provides measures for separating out sensory from cognitive contributions to hearing. It further limits confounds due to procedural effects by presenting tests in a child-friendly game-format. Stimulus-generation, management of test protocols and control of test presentation is mediated by the IHR-STAR software platform. This provides a standardized methodology for a range of applications and ensures replicable procedures across testers. IHR-STAR provides a flexible, user-programmable environment that currently has additional applications for hearing screening, mapping cochlear implant electrodes, and academic research or teaching.

A test battery (IMAP) for performing an in-depth assessment of auditory and cognitive abilities contributing to listening skills is described. It is quick to administer, child-friendly and free from linguistic confounds. Stimulus generation and protocol management are controlled via a software platform (IHR-STAR) to ensure replicable procedures.

Tener sentido de la escucha: la batería de pruebas IMAP

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the ...

Investigación

Medicina

A Swine Model of Neonatal Asphyxia

Annually more than 1 million neonates die worldwide as related to asphyxia. Asphyxiated neonates commonly have multi-organ failure including hypotension, perfusion deficit, hypoxic-ischemic encephalopathy, pulmonary hypertension, vasculopathic enterocolitis, renal failure and thrombo-embolic complications. Animal models are developed to help us understand the patho-physiology and pharmacology of neonatal asphyxia. In comparison to rodents and newborn lambs, the newborn piglet has been proven to be a valuable model. The newborn piglet has several advantages including similar development as that of 36-38 weeks human fetus with comparable body systems, large body size (&tilde;1.5-2 kg at birth) that allows the instrumentation and monitoring of the animal and controls the confounding variables of hypoxia and hemodynamic derangements.
We here describe an experimental protocol to simulate neonatal asphyxia and allow us to examine the systemic and regional hemodynamic changes during the asphyxiating and reoxygenation process as well as the respective effects of interventions. Further, the model has the advantage of studying multi-organ failure or dysfunction simultaneously and the interaction with various body systems. The experimental model is a non-survival procedure that involves the surgical instrumentation of newborn piglets (1-3 day-old and 1.5-2.5 kg weight, mixed breed) to allow the establishment of mechanical ventilation, vascular (arterial and central venous) access and the placement of catheters and flow probes (Transonic Inc.) for the continuously monitoring of intra-vascular pressure and blood flow across different arteries including main pulmonary, common carotid, superior mesenteric and left renal arteries. Using these surgically instrumented piglets, after stabilization for 30-60 minutes as defined by Z&lt;10% variation in hemodynamic parameters and normal blood gases, we commence an experimental protocol of severe hypoxemia which is induced via normocapnic alveolar hypoxia. The piglet is ventilated with 10-15% oxygen by increasing the inhaled concentration of nitrogen gas for 2h, aiming for arterial oxygen saturations of 30-40%. This degree of hypoxemia will produce clinical asphyxia with severe metabolic acidosis, systemic hypotension and cardiogenic shock with hypoperfusion to vital organs. The hypoxia is followed by reoxygenation with 100% oxygen for 0.5h and then 21% oxygen for 3.5h. Pharmacologic interventions can be introduced in due course and their effects investigated in a blinded, block-randomized fashion.

Large animal models have good translational values in the examination of physiology and pharmacology of neonatal asphyxia. Using newborn piglets, we develop an experimental protocol to simulate neonatal asphyxia which has advantages of studying the systemic and regional hemodynamics, oxygen transport with biochemical and pathologic pathways and correlations.

Un modelo porcino de la asfixia neonatal

Annually more than 1 million neonates die worldwide as related to asphyxia. Asphyxiated neonates commonly have multi-organ failure including hypotension, ...

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 years for the sporadic disease and around 50 years for the familial disease. Due to its progressive course, 50% of the patients die within 30 months of symptom onset. In order to evaluate novel treatment options for this disease, genetic mouse models of ALS have been generated based on human familial mutations in the SOD gene, such as the SOD1 (G93A) mutation. Most important aspects that have to be evaluated in the model are overall survival, clinical course and motor function. Here, we demonstrate the clinical evaluation, show the conduction of two behavioural motor tests and provide quantitative scoring systems for all parameters. Because an in depth analysis of the ALS mouse model usually requires an immunohistochemical examination of the spinal cord, we demonstrate its preparation in detail applying the dorsal laminectomy method. Exemplary histological findings are demonstrated. The comprehensive application of the depicted examination methods in studies on the mouse model of ALS will enable the researcher to reliably test future therapeutic options which can provide a basis for later human clinical trials.

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

A mouse model for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is examined clinically and behaviorally. As a prerequisite for an accompanying immunohistological analysis the preparation of the spinal cord is depicted in detail.

Los ensayos clínicos y de eliminación de la médula espinal en un modelo murino de esclerosis lateral amiotrófica (ELA)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As such, primary or &#39;neuronal-like&#39; cell culture systems are commonly utilized. While&#160;these systems are relatively easy to work with, and are useful model systems in which various functional outcomes (such as cell death) can be readily quantified, the examined outcomes and pathways in cultured immature neurons (such as excitotoxicity-mediated cell death pathways) are not necessarily the same as those observed in mature brain, or in intact tissue. Therefore, there is the need to develop models in which cellular mechanisms in mature neural tissue can be examined. We have developed an in vitro technique that can be used to investigate a variety of molecular pathways in intact nervous tissue. The technique described herein utilizes rat cortical tissue, but this technique can be adapted to use tissue from a variety of species (such as mouse, rabbit, guinea pig, and chicken) or brain regions (for example, hippocampus, striatum, etc.). Additionally, a variety of stimulations/treatments can be used (for example, excitotoxic, administration of inhibitors, etc.). In conclusion, the brain slice model described herein can be used to examine a variety of molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

We have developed a brain slice model which can be used to examine molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.&#160;This technique generates viable mature brain tissue and reduces animal numbers required for experimentation, whilst keeping the neuronal circuitry, cellular interactions, and postsynaptic compartments partly intact.

Excitotóxica Estimulación del cerebro Microslices como<em&gt; In vitro</em&gt; Modelo de Carrera

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

Surgical Placement of Catheters for Long-term Cardiovascular Exercise Testing in Swine

This protocol describes the surgical procedure to chronically instrument swine and the procedure to exercise swine on a motor-driven treadmill. Early cardiopulmonary dysfunction is difficult to diagnose, particularly in animal models, as cardiopulmonary function is often measured invasively, requiring anesthesia. As many anesthetic agents are cardiodepressive, subtle changes in cardiovascular function may be masked. In contrast, chronic instrumentation allows for measurement of cardiopulmonary function in the awake state, so that measurements can be obtained under quiet resting conditions, without the effects of anesthesia and acute surgical trauma. Furthermore, when animals are properly trained, measurements can also be obtained during graded treadmill exercise.
Flow probes are placed around the aorta or pulmonary artery for measurement of cardiac output and around the left anterior descending coronary artery for measurement of coronary blood flow. Fluid-filled catheters are implanted in the aorta, pulmonary artery, left atrium, left ventricle and right ventricle for pressure measurement and blood sampling. In addition, a 20 G&#160;catheter is positioned in the anterior interventricular vein to allow coronary venous blood sampling.
After a week of recovery, swine are placed on a motor-driven treadmill, the catheters are connected to pressure and flow meters, and swine are subjected to a five-stage progressive exercise protocol, with each stage lasting 3 min. Hemodynamic signals are continuously recorded and blood samples are taken during the last 30 sec of each exercise stage.
The major advantage of studying chronically instrumented animals is that it allows serial assessment of cardiopulmonary function, not only at rest but also during physical stress such as exercise. Moreover, cardiopulmonary function can be assessed repeatedly during disease development and during chronic treatment, thereby increasing statistical power and hence limiting the number of animals required for a study.

Here we present a protocol to assess cardiopulmonary function in awake swine, at rest and during graded treadmill exercise. Chronic instrumentation allows for repeated hemodynamic measurements uninfluenced by cardiodepressive anesthetic agents.

La colocación quirúrgica de catéteres de larga duración cardiovascular prueba de esfuerzo en los cerdos

This protocol describes the surgical procedure to chronically instrument swine and the procedure to exercise swine on a motor-driven treadmill. Early ...

Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow

The growing use of medical devices (e.g., vascular grafts, stents, and cardiac catheters) for temporary or permanent purposes that remain in the body&#39;s circulatory system demands a reliable and multiparametric approach that evaluates the possible hematologic complications caused by these devices (i.e., activation and destruction of blood components). Comprehensive in vitro hemocompatibility testing of blood-contacting implants is the first step towards successful in vivo implementation. Therefore, extensive analysis according to the International Organization for Standardization 10993-4 (ISO 10993-4) is mandatory prior to clinical application. The presented flow loop describes a sensitive model to analyze the hemostatic performance of stents (in this case, neurovascular) and reveal adverse effects. The use of fresh human whole blood and gentle blood sampling are essential to avoid the preactivation of blood. The blood is perfused through a heparinized tubing containing the test specimen by using a peristaltic pump at a rate of 150 mL/min at 37 &#176;C for 60 min. Before and after perfusion, hematologic markers (i.e., blood cell count, hemoglobin, hematocrit, and plasmatic markers) indicating the activation of leukocytes (polymorphonuclear [PMN]-elastase), platelets (&#946;-thromboglobulin [&#946;-TG]), the coagulation system (thombin-antithrombin III [TAT]), and the complement cascade (SC5b-9) are analyzed. In conclusion, we present an essential and reliable model for extensive hemocompatibility testing of stents and other blood-contacting devices prior to clinical application.

This protocol describes a comprehensive hemocompatibility evaluation of blood-contacting devices using laser-cut neurovascular implants. A flow loop model with fresh, heparinized human blood is applied to mimic blood flow. After perfusion, various hematologic markers are analyzed and compared to the values gained directly after blood collection for hemocompatibility evaluation of the tested devices.

Pruebas de hemocompatibilidad de implantes que contactan con la sangre en un modelo de bucle de flujo que imita el flujo sanguíneo humano

The growing use of medical devices (e.g., vascular grafts, stents, and cardiac catheters) for temporary or permanent purposes that remain in the ...

Standardized Model of Ventricular Fibrillation and Advanced Cardiac Life Support in Swine

Cardiopulmonary resuscitation after cardiac arrest, independent of its origin, is a regularly encountered medical emergency in hospitals as well as preclinical settings. Prospective randomized trials in human subjects are difficult to design and ethically ambiguous, which results in a lack of evidence-based therapies. The model presented in this report represents one of the most common causes of cardiac arrests, ventricular fibrillation, in a standardized setting in a large animal model. This allows for reproducible observations and various therapeutic interventions under clinically accurate conditions, hence facilitating the generation of better evidence and eventually the potential for improved medical treatment.

Cardiopulmonary resuscitation and defibrillation are the only effective therapeutic options during cardiac arrest caused by ventricular fibrillation. This model presents a standardized regimen to induce, assess, and treat this physiological state in a porcine model, thus providing a clinical approach with various opportunities for data collection and analysis.

Modelo estandarizado de fibrilación ventricular y soporte vital cardíaco avanzado en porcino

Cardiopulmonary resuscitation after cardiac arrest, independent of its origin, is a regularly encountered medical emergency in hospitals as well as ...

Intratracheal Administration of Dry Powder Formulation in Mice

In the development of inhalable dry powder formulations, it is essential to evaluate their biological activities in preclinical animal models. This paper introduces a noninvasive method of intratracheal delivery of dry powder formulation in mice. A dry powder loading device that consists of a 200 &#181;L gel loading pipette tip connected to an 1 mL syringe via a three-way stopcock is presented. A small amount of dry powder (1-2 mg) is loaded into the pipette tip and dispersed by 0.6 mL of air in the syringe. Because pipette tips are disposable and inexpensive, different dry powder formulations can be loaded into different tips in advance. Various formulations can be evaluated in the same animal experiment without device cleaning and dose refilling, thereby saving time and eliminating the risk of cross-contamination from residual powder. The extent of powder dispersion can be inspected by the amount of powder remaining in the pipette tip. A protocol of intubation in mouse with a custom-made light source and a guiding cannula is included. Proper intubation is one of the key factors that influences the intratracheal delivery of dry powder formulation to the deep lung region of the mouse.

Dry powder formulations for inhalation have great potential in treating respiratory diseases. Before entering human studies, it is necessary to evaluate the efficacy of the dry powder formulation in preclinical studies. A simple and noninvasive method of the administration of dry powder in mice through the intratracheal route is presented.

Administración Intratraqueal De La Formulación De Polvo Seco En Ratones

In the development of inhalable dry powder formulations, it is essential to evaluate their biological activities in preclinical animal models. This paper ...

Large Animal Model for Evaluating the Efficacy of the Gene Therapy in Ischemic Heart

Coronary artery disease is one of the significant causes of mortality and morbidity worldwide. Despite the progression of current therapeutics, a considerable proportion of coronary artery disease patients remain symptomatic. Gene therapy-mediated therapeutic angiogenesis offers a novel therapeutic method for improving myocardial perfusion and relieving symptoms. Gene therapy with different angiogenic factors has been studied in few clinical trials. Due to the novelty of the method, the progress of myocardial gene therapy is a continuous path from bench to bedside. Therefore, large animal models are needed for evaluating the safety and efficacy. The more the large animal model identifies the original disease and the endpoints used in clinics, the more predictable outcomes are from clinical trials. Here, we introduce a large animal model for evaluating the efficacy of the gene therapy in the ischemic porcine heart. We use clinically relevant imaging methods such as ultrasound imaging and 15H2O-PET. For targeting the gene transfers into the desired area, electroanatomical mapping is used. The aim of this method is: (1) to mimic chronic coronary artery disease, (2) to induce therapeutic angiogenesis at hypoxic areas of the heart, and (3) to evaluate the safety and efficacy of the gene therapy by using relevant endpoints.

Myocardial gene therapy for ischemic heart disease holds great promise for future therapeutics. Here, we introduce a large animal model for evaluating the efficacy of gene therapy in the ischemic heart.

Modelo animal grande para evaluar la eficacia de la terapia génica en el corazón isquémico

Coronary artery disease is one of the significant causes of mortality and morbidity worldwide. Despite the progression of current therapeutics, a ...

Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope as a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine

Endotracheal intubation is often a basic requirement for translational research in porcine models for various interventions that require a secured airway or high ventilation pressures. Endotracheal intubation is a challenging skill,&#160;requiring a minimum number of successful endotracheal intubations to achieve a high success rate under optimal conditions, which is often unachievable for non-anaesthesiology researchers. Due to the specific porcine airway anatomy, a difficult airway can usually be assumed. The impossibility of establishing a secure airway can result in injury, adverse events, or death of the laboratory animal. Using a prospective, randomized, controlled evaluation approach, it has been shown that fiberoptic-assisted endotracheal intubation takes longer but has a higher first-pass success rate than conventional intubation without causing clinically relevant drops in oxygen saturation. This model presents a standardized regimen for endoscopically guided endotracheal intubation, providing a secured airway, especially for researchers who are inexperienced in the technique of endotracheal intubation via direct laryngoscopy. This procedure is expected to minimize animal suffering and unnecessary animal losses.

The use of pigs in research has increased in recent years. Nevertheless, pigs are characterized by difficult airway anatomy. By demonstrating how to perform endoscopically guided endotracheal intubation, the present protocol aims to further increase laboratory animals' safety to avoid animal suffering and unnecessary death.

Intubación endotraqueal con un endoscopio de intubación flexible como modelo estandarizado para el manejo seguro de las vías respiratorias en cerdos

Endotracheal intubation is often a basic requirement for translational research in porcine models for various interventions that require a secured airway ...