Tromboembolica cronica Ipertensione polmonare e valutazione dei ventricolare destra Funzione nel Maialino

Riepilogo

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.

Abstract

Un modello originale di maialino tromboembolica cronica Ipertensione polmonare (CTEPH) associato (RV) disfunzione cronica del ventricolo destro è descritta. Ipertensione polmonare (PH) è stata indotta in 3 settimane di età maialini da un'ostruzione progressiva del letto vascolare polmonare. Una legatura dell'arteria polmonare sinistra (PA) è stato eseguito prima attraverso un mini-toracotomia. In secondo luogo, embolizzazioni settimanali del lobo polmonare in basso a destra sono stati fatti sotto guida fluoroscopica con n-butil-2-cianoacrilato per 5 settimane. Media pressione polmonare arteriosa (mPAP) misurata dal cateterismo cardiaco ritght, aumentata progressivamente, così come la pressione atriale destra e polmonari vascolari Resistenze (PVR) dopo 5 settimane rispetto agli animali sham. Ventricolo destro (RV) rimodellamento strutturale e funzionale sono stati valutati mediante ecocardiografia transtoracica (diametri RV, lo spessore della parete RV, funzione sistolica RV). RV elastance e accoppiamento RV-polmonare sono stati valutati da Loop pressione-volume(PVL) analisi con il metodo conduttanza. Sono stati inoltre eseguiti studio istologico del polmone e il ventricolo destro. Le analisi molecolari su RV tessuti freschi potrebbero essere effettuate attraverso ripetute biopsie endomiocardiche transcutanea. Malattia polmonare microvascolare nei territori ostruiti e senza ostacoli è stato studiato da biopsie polmonari mediante analisi molecolare e patologia. Inoltre, l'affidabilità e la riproducibilità è stato associato con una gamma di PH gravità negli animali. La maggior parte degli aspetti della malattia CTEPH umano sono state riprodotte in questo modello, che consente nuove prospettive per la comprensione dei meccanismi alla base (mitocondri, infiammazione) e nuovi approcci terapeutici (mirati, terapie cellulari o geni) del ventricolo destro sovraccaricato, ma anche microvascolare polmonare malattia.

Introduzione

Tromboembolica cronica Ipertensione polmonare (CTEPH) è un sottotipo di ipertensione polmonare (PH) a causa della cronica vascolare polmonare letto ostruzione da coaguli persistenti e organizzati legati ad uno o più acute embolie polmonari ^1-3. Una combinazione di malattia microvascolare ostruttiva e non ostruttiva porta ad un ulteriore aumento della resistenza vascolare polmonare ^4. Il ventricolo destro deve prima adattarsi con ipertrofia compensata per mantenere la gittata cardiaca. Senza trattamento, il ventricolo destro si dilata e non riesce nel corso del tempo. In epoca moderna, PH rimane una malattia progressiva e spesso fatale, nonostante l'uso di moderne terapie mirate ^5. Molti studi hanno dimostrato che ventricolo destro (RV) adattamento al sovraccarico di pressione è il determinante principale della sopravvivenza in pazienti PH. Per questa ragione, la comprensione dei meccanismi alla base della transizione da adattativa per disadattivi rimodellamento RV è una chiave di volta per il trattamento e svipment di nuove terapie. Perché PH è rara e il campionamento del tessuto è quasi impraticabile in questi pazienti fragili, sono necessari studi sperimentali. Inoltre, studi preclinici sono obbligatori per accertare che un farmaco con beneficio nel sistema vascolare polmonare non causa perdita di valore RV.

Per molti anni, diversi modelli sperimentali di PH e insufficienza RV sono stati sviluppati con vantaggi e limitazioni ^6,7. Nei modelli murini farmacologici (monocrotalina, SU5416, ipossia), PH e il fallimento RV verificano secondaria ad una massiccia infiammazione, ischemia o fattore di stress tossico che potrebbe indurre alcuni "lati effetti" e pregiudizi in analisi pathway molecolare. Inoltre, sempre biopsie RV endomiocardiche in un modello murino dovrebbero essere molto impegnativo, senza sacrificare l'animale. Modelli chirurgici in animali più grandi sono più fisiologico, ma non incidono sul sistema vascolare polmonare (polmonare banding, shunt sistemico-polmonare) o inducono PH acuta e RVF (embolia polmonare acuta). Lo scopo di questo articolo è quello di descrivere un modello originale di CTEPH in maialino che è più rappresentativo del CTEPH fisiopatologia. Questo grande modello animale permette di ripetere le misurazioni non invasive e invasive di solito eseguiti nella pratica clinica (cateterizzazione cardiaca destra) di seguire le modifiche emodinamica polmonare e funzione ventricolare.

Protocollo

Questo protocollo è stato approvato dal comitato etico locale sulla sperimentazione animale e dal Comitato Istituzionale sul benessere degli animali della nostra istituzione. Tutti gli animali hanno ricevuto assistenza umanitaria in conformità ai "Principi di laboratorio cura degli animali" formulate dalla Società Nazionale per la ricerca medica e la "Guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio" elaborata dall'Istituto di Laboratorio risorse animali e pubblicati dal National Institutes of Health (NIH Publication No. 86-23, rivisto 1996).

Considerazioni generali: Tutti gli animali devono essere trattati con rispetto, secondo le regole delle 3R (Centro Nazionale per la raffinatezza Sostituzione e riduzione degli animali nella ricerca). Le procedure chirurgiche devono essere eseguite con una rigorosa sterilità e nello stesso modo che per gli esseri umani. Tutti i dispositivi medici devono essere sterili.

1. Anestesia protocollo

NOTA: Grande Whitsono stati utilizzati e suinetti di peso 20 Kg (3 settimane di età). Ipertensione polmonare è stata indotta progressivamente. Il primo passo coinvolto un arteria polmonare (PA) legatura sinistro attraverso una toracotomia sinistra. Seguenti operazioni consistevano di eseguire embolizzazioni settimanali PA per 5 settimane. Tutte le procedure sono state eseguite in anestesia generale.

1. Non nutrire gli animali 12 ore prima della procedura.
2. Effettuare una premedicazione del maialino, eseguire un'iniezione intramuscolare con 30 mg / kg di ketamina cloridrato e aropine 0,05 mg / kg nei muscoli del collo, 30 minuti prima della procedura. ⁸
3. Quando il maiale è sedato, inserire un catetere nella vena orecchio.
4. Eseguire endovenosa un bolo di fentanil (0,005 mg / kg) e propofol (2mg / kg) prima intubazione. Iniettare per via endovenosa nella vena dell'orecchio cisatracurio (0,3 mg / kg) e intubare il maiale (intubazione non selettivo con una sonda francese 7) ^9.
5. Posizionare dispositivi di monitoraggio continuo sul maialino: ECG continuo, Espiratorio _CO 2 e ossimetria ^8,9. Inserire un catetere arterioso campo fluido attraverso l'arteria carotide sotto guida ecografia per monitorare la pressione arteriosa sistemica ^8-10.
6. Mantenere anestesia generale con isoflurano (2%) in supplemento ossigeno 100%, infusione endovenosa continua di fentanil (0,004 mg / kg) e propofol (3 mg / kg).
7. Aggiungere una antibioprophylaxy con un'iniezione di Cefatoxine (1 g) e gentamicina (80 mg).
8. Prevenire operatorio intra e dolore post operatorio con l'iniezione di nalbufina (0,01 mg / kg) tid
9. Controllare ogni 15 minuti la completezza dell'anestesia: assenza di movimento, la frequenza cardiaca stabile, la pressione sanguigna, l'ossigenazione.
10. L'uso del veterinario pomata sugli occhi per prevenire la secchezza mentre sotto anestesia.

2. legatura dell'arteria polmonare sinistra

1. Installare il maialino in posizione sdraiata sul lato sinistro, radere la zona operativa e disinfettare la pelle con un alcoholiSoluzione c. Utilizzare un campo sterile locale.
2. Aprite la cassa attraverso una piccola toracotomia laterale sinistra (da 5 a 10 cm) nello spazio ⁴ ° intercostali. Non andare dietro la punta della scapola. Ritrarre con attenzione il polmone verso il diaframma.
3. Una volta che la finestra chirurgica ideale trova, ritrarre la sinistra vena azygos e sezionare la principale arteria polmonare sinistra prima di legare con un non riassorbibile 2/0 seta.
   NOTA: E 'molto importante non aprire il pericardio.
4. Chiudere lo strato di petto dopo strato con punti di sutura riassorbibili. Utilizzare un tubo toracico per rimuovere il pneumotorace post operatorio. Rimuovere il tubo toracico subito dopo l'estubazione maialino.

3. L'embolizzazione dell'arteria lobo inferiore destro polmonare

1. Dopo anestesia generale, mettere il porcellino in posizione supina. Effettuare un monitoraggio continuo della ossimetria, CO espiratorio _2, elettrocardiogramma, pressione media arteriosa sistemica (Mpa) e pressione arteriosa polmonare media (mPAP) Durante la procedura.
2. Inserire tutti i cateteri per via percutanea con guida ecografica. Inserire un catetere arterioso 6 francese nella carotide per il monitoraggio della pressione sanguigna e 8 fodero francese nella vena cava superiore attraverso la vena giugulare (Eseguire la foratura 2 cm sopra soprasternale con una direzione 45 °).
3. Sotto guida fluoroscopica, inserire, attraverso il 8 P. fodero, un 5 francese catetere angiografico in arteria polmonare destra. La punta del catetere deve essere in un lobo inferiore polmonare segmentale.
4. Preparare il materiale per embolizzazione polmonare: 1 ml di colla tessuti molli contenenti N-butil-2-cianoacrilato è aggiunto 2 ml di un mezzo di contrasto lipidico.
   ATTENZIONE: Evitare di pelle o gli occhi a contatto con la N-butil-2-cianoacrilato.
5. Quando il catetere angiografico è ben posizionata, iniettare 0,2 ml a 0,4 ml della preparazione nell'arteria polmonare. Valutare la tolleranza della embolizzazione misurando laRapporto mPAP / mPA che non dovrebbe superare 0,5. Arrestare embolizzazione se saturazione di ossigeno era <90% e / o MPA scesa sotto 60 mm Hg e / o la portata cardiaca era sotto 2 L / min.
6. Rimuovere il catetere angiografico e guaine ed eseguire compressioni digitali del sito di puntura.

4. La valutazione emodinamica

1. Dopo anestesia generale, posizionare il porcellino in posizione supina. Effettuare un monitoraggio continuo della ossimetria, espiratorio CO _2, elettrocardiogramma, pressione arteriosa sistemica (Mpa) e la pressione sanguigna polmonare (mPAP) durante tutta la procedura.
2. Ventilare i maialini con il più basso FiO ₂ possibile secondo la saturazione di ossigeno (> 95%).
3. Inserire tutti catetere per via percutanea sotto guida ecografica. Un catetere arterioso 6 French viene inserito nella carotide ea 8 guaina francese è inserito nella vena cava superiore (Eseguire la foratura 2 cm sopra soprasternale con 45 °direzione angolo).
4. Inserire un 7 French Swan-Ganz catetere nel tronco dell'arteria polmonare. Valutare la gittata cardiaca con la tecnica di diluizione termica, con l'iniezione di 10 ml di soluzione salina a 4 ° C.
5. Registrare i seguenti parametri: sistolica, diastolica e della pressione arteriosa sistemica e polmonare, frequenza cardiaca, saturazione di ossigeno, pressione atriale destra, la gittata cardiaca.

5. Valutazione ecocardiografica del ventricolo destro

1. Dopo l'anestesia generale, installare il maialino in posizione supina ed eseguire un ecocardiogramma trans toracica secondo le linee guida per lo screening umani RV. Registra video loop durante una pausa di fine espirazione.

6. Pressione Volume Cicli di valutazione con il metodo conduttanza

1. Dopo anestesia generale, installare il porcellino in posizione supina. Effettuare un monitoraggio continuo della ossimetria, espiratorio CO _2, elettrocardiogramma, pressione arteriosa sistemica (Mpa) epressione polmonare arteriosa (mPAP) durante tutta la procedura.
2. Inserire un catetere arterioso 6 francese destra o sinistra carotide e un catetere angiografico nel ventricolo sinistro. Inserire una guaina 9 francese nella vena cava superiore, 8 francese destra o sinistra vena femorale e un catetere arterioso PiCCO destra o sinistra femorale. Inserire tutti i cateteri per via percutanea sotto guida ecografica.
3. Eseguire la calibrazione della pressione e il volume della sonda conduttanza secondo le raccomandazioni del costruttore. Misurare la resistività del sangue (Rho) campionando 5 ml di sangue arterioso. Harvest 5 ml di sangue arterioso, de-air siringa e riempire la sonda per la misura della resistività del sangue. ^10-13.
4. Inserire il catetere conduttanza nel ventricolo destro attraverso la guaina 9 Fr nella cava Veina superiore. Posizionare correttamente l'estremità del catetere con guida fluoroscopica. Posizionare l'estremità del catetere nel vertice del rigHT ventricolo e inserire tutti lungo possibile nel ventricolo.
5. Controllare la qualità delle anse. (Figura 6)
6. Inserire un ballon spendibile nella cava Veina inferiore attraverso la vena femorale. Posizionare l'estremità appena sotto il atriale destra. Utilizzare guida fluoroscopica.
7. Loop Record pressione-volume del ventricolo destro allo stato basale e durante l'occlusione della vena cava inferiore, come precedentemente descritto ^10-12. (Figura 7)

7. endomiocardica biopsie del ventricolo destro

1. Dopo anestesia generale, posizionare il porcellino in posizione supina. Effettuare un monitoraggio continuo della ossimetria, espiratorio CO _2, elettrocardiogramma, pressione arteriosa sistemica (Mpa) e la pressione sanguigna polmonare (mPAP) durante tutta la procedura.
2. Inserire percutanea una guaina francese 10 nella vena cava superiore. Inserire un 7 francese Swan-Ganz (SG) sonda e una lunga 7.5 francese guaina del catetere nella giusta atrium. Quando la punta della sonda SG è ben posizionato nel ventricolo destro (RV), gonfiare il palloncino della sonda SG, spingere il catetere lungo guaina nella RV contro il palloncino. Sgonfiare il palloncino e rimuovere la sonda SG lasciando il catetere lungo guaina nella RV. La buona posizione della punta del lungo-guaina è controllato da fluoroscopia e l'ecocardiografia.
3. Inserire il biotome nel lungo-guaina e di eseguire biopsie endomiocardiche sotto ecografica, fluoroscopia e controllo ECG.

8. generali post-operatorio Considerazioni cura

1. Dopo l'intervento chirurgico, il maialino estubare solo dopo il recupero della funzione respiratoria spontanea.
2. Per i farmaci post operatorio, eseguire un'iniezione intramuscolare di Cefatoxine (1 g) Die per 5 giorni e fornire l'analgesia appropieted (buprenorfina, iniezione intramusculary 0,01 mg / kg di offerta per 10 giorni.
3. Non lasciare un animale che ha subito un intervento chirurgico per la compagnia di altri animali fino al completo recovered.

9. Metodo Eutanasia

1. Eutanasia gli animali nelle situazioni seguite; Fine della sperimentazione, perdita di peso, 15% o più in una settimana, unibability per nutrire adeguatamente se stessi, anoressia, infezione non curabile, dolore o altro didease, malattia troppo severa: cianosi, dispnea grave
2. Durante anestesia generale con sevoluorane 8%, una dose elevata di propofol (0,5 mg / kg) associato con una dose letale di cloruro di potassio (0,2 g / kg). Quando il cuore è fermo in diastole, Harveste cuore e blocco di polmone, al fine di fare uno studio istologico e molecolare.

Risultati

Fattibilità

Questo modello maialino di ipertensione polmonare cronica post-embolico è stato istituito nel nostro laboratorio nel 2009-2010. Dal 2011, abbiamo usato 70 suinetti e abbiamo eseguito 63 modelli completati. Nella nostra esperienza, la realizzazione di questo modello richiede una curva di apprendimento.

Per quanto riguarda la mortalità, abbiamo osservato 5 morti non programmati (7,1%), soprattutto nella prima parte della nostra esperien...

Discussione

Come nella pratica clinica umana, il rispetto delle regole di asepsi è obbligatoria durante tutte le procedure chirurgiche. Nella CTEPH modello porcellino originale descritto da O. Mercier et al., Sinistra legatura dell'arteria polmonare è stata eseguita dopo l'apertura del pericardio, attraverso una sternotomia mediana ^14. Poiché il pericardio è stato lasciato aperto, l'interazione tra il ventricolo destro e pericardio stata compromessa e insufficienza cardiaca destra è stata ritard...