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* これらの著者は同等に貢献しました
このプロトコルは、再灌流に続く左前下行冠動脈(LAD)の90分の非開胸冠動脈バルーン閉塞を使用して、ブタ心筋梗塞(MI)モデルについて説明します。さらに、このような心機能、血行動態、微小血管抵抗、および梗塞サイズなどのいくつかの転帰パラメータのためのプロトコルもまた提示される。
ファースト·イン·マン試験に新たに発見された心血管治療薬の導入は厳しく規制、倫理的、法的なロードマップに依存します。一つの重要な前提条件は、正当に心筋梗塞(MI)の人のシナリオを反映した大型動物モデルで得られたすべての安全性と有効性の面をよく理解です。彼らの心臓の大きさ、血行動態、および冠動脈解剖が人間のそれに近いことから、豚は広く、この点で使用されている。ここでは、再灌流に続いて動脈(LAD)を左前の閉胸冠状動脈バルーン閉塞を用いて、ブタのMIモデルを使用するために有効なプロトコルを提示する。このアプローチは、前、中隔とinferoseptal壁の大左心室梗塞を誘発する、心筋虚血の90分に基づいています。さらに、我々は、心臓収縮期および拡張期機能、hemodynami心臓に関する幅広い情報を提供するアウトカムの様々な施策のためのプロトコルを提示csを、冠血流速度、微小血管抵抗、および梗塞サイズ。このプロトコルは、簡単に様々な段階での小説cardioregenerative生物製剤のバリデーション( すなわち直接急性虚血性発作の後、亜急性の設定で、あるいは慢性MIに瘢痕形成が完了した後に)のための特定の要件を研究満たすように調整することができる。このモデルは、したがって、MIを研究するための有用なトランスレーショナルなツール、それに続く不利な改造、及び新規cardioregenerative薬の可能性を提供します。
急性心筋梗塞(AMI)および慢性心不全(CHF)としての長期的な後遺症は深く、患者の予後や生活の質に影響を与え、言うまでもなく私たちの利用可能な医療資源1に課せられた高コストの制約。西洋世界におけるスイスフランの有病率は症例の60%が主な原因2として、AMIの結果である〜そのうち1〜2%と推定されている。米国だけでは、約5.7万人の患者は、2030年1で毎年970億ドルに上昇するコストの予測三連で、2008年の年間医療費は約300億ドルのCHF会計に苦しんでいます。総合すると、これらの数字は、のための強力な議論をするSWIFT翻訳のために、正確に人間のシナリオを模倣し、再現性と信頼性の高い大型動物の心筋梗塞モデルに依存している、新しいcardioregenerative治療法の開発。
ブタ( イノシシ ) がますますcardiovascuで使用されている薬理学的および毒性学的試験の3 LAR研究。トランスレーショナルリサーチツールとしてのこの成功に責任を特色の一つは、人間の心臓4,5と心機能と解剖学の類似性である。例えば、ブタ心臓対体重比、心臓のサイズおよび冠状動脈の解剖学的構造の分布は、すべての4人に顕著に類似することが示されている。また、心筋細胞の代謝、電気生理学的特性などのAMIなどの虚血性発作に対する応答は、ヒトの状況6,7との協定の高いレベルを示すことが報告されている。最終的には、上記の基準を満たすために、治験薬(IND)のテストのために、堅牢で持続可能なMIを生成し、標準化され、MI-プロトコルが必要とされている。ここでは、それによってで再現性の心筋梗塞を作成し、再灌流に続く左前下行冠動脈(LAD)の90分の非開胸冠動脈バルーン閉塞を使用していますこのような標準化されたモデルを提示farction anteroapical、中隔、左心室のinferoseptal壁をカバーする。
全てのインビボ実験は、実験動物資源協会によって調製実験動物の管理と使用に関する指針に従って行った。実験は、地元の動物実験委員会によって承認された。
1。薬、麻酔、静脈アクセス、及び挿管
2。経胸壁心エコー検査
3。手術の準備と血管アクセス
4。侵襲圧力ボリュームループ解析
5。冠動脈内圧力および流量測定
MIの6。誘導
手術を終えた(長期フォローアップのための)
7。心臓磁気共鳴画像
8。研究の終了および梗塞サイズ
死亡率と梗塞サイズ
当センターでは、このMIプロトコル、5(15.6%)に供した32匹のブタ(6ヶ月女性Dallandランドレース、、〜70キロ)のうち、虚血時に起因する難治性心室細動に死亡した。このプロトコルは、前壁、中隔とinferoseptal壁( 図2A)に位置して左心室の約10〜15%をカバー梗塞を作成します。梗塞サイズの連続非侵襲的評価が保証される場合、後期ガドリニウム増強(LGE)CMRの時刻( 図2B)を介して非生存梗塞領域を追跡するために使用することができる。
心機能およびリモデリング
四週間心筋梗塞後の心機能を反映して世界と地域のパラメータは、健康的なベースライン値と比較して減少させるべきである。具体的には、左室駆出率(LVEF)は約〜35から45% 4週間MI後に減少するはずである。グローバル収縮機能のほかに、MI後の有害なリモデリングを反映するいくつかのパラメータはまた、そのようなCMRおよび心エコー検査( 図3Aおよび3B)を用いて、LVの形態および直径として測定することができる。 MI、有害なリモデリングの符号と拡張末期容積(EDV)の増加が期待できる4週間後( 図3Aおよび3B)。
冠状動脈流量と圧力のパラメータ
血管新生および新しい毛細血管の形成は、多くの場合、虚血性心疾患8における重要な治療目標とみなされる。微小血管抵抗の評価は、間接的冠動脈内の圧力および流速の測定値を組み合わせに基づくことができる。通常の条件の下で、最大充血代表圧力および流速の測定は、図4に示されている。MI後4週間、充血微小血管抵抗を比較し、梗塞関連の冠状動脈(LAD)に増加されるべきであるベースラインの状況8。
図1のMIモデルのLADバルーン閉塞に基づく(A)と標準的な外科機器:1)タオルクランプ; 2)蚊; 3)鉗子を解剖。 4)ラウンド容器; 5)針ホルダー(罰金とラフ); 6)Klinkenbergはさみ; 7)はさみを解剖(直線と曲線); 9)鉗子(脱Bakey、罰金とラフ); 10)ホースクランプ; 11)吻合クランプ; 12)ガーゼ; 13)電気外科ペンシル; 14)、メスホルダー; 15)Dreesman(吸引); 16)リトラクター; 17)ランプホルダー。 (B)は、LADとLCXの前方斜め透視ビューを残しました。 (c)第二対角枝を可視化した後、ちょうど遠位にD2のバルーンの2放射線不透過性マーカー(挿入図を参照して、黒矢印)の位置。 InflatEと冠動脈の血流が正常(アスタリスクを参照)造影剤注入によってブロックされていることを確認してください。心臓内除細動器リード線が(白矢印参照)、右心室で見ることができます。 LADは、左前下行枝を表し; LCXは、左回旋枝を示し、 LAOは左前斜視図を示し、 APは、前方後面図を示し、 D1は最初の対角枝を示し、 D2は二対角枝を表す。 拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。
図2。MI後の梗塞サイズ。(A)LADの90分のバルーン閉塞が1カ月のフォローアップでTTC染色により可視化し大規模な心筋障害および瘢痕形成(白色)、につながる。(B)図梗塞分布が梗塞心臓の前面、前壁中隔及びinferoseptalセグメントに位置していることを示している。 (C、D)短い長軸後半ガドリニウム強化CMRイメージが前方に局在広範な梗塞瘢痕(白信号、黒の矢印参照)、心臓の前壁とinferoseptalセグメントを示しています。 LG電子、CMRは後半ガドリニウム強化心臓の磁気共鳴を示す。スケールバーは3センチメートルを示している。 拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。
INFの機能障害を示す、図3。虚血性心筋梗塞モデルでの心機能の評価。(A)代表CMRシネループ画像最後に、拡張期および収縮末期ARCT傷セグメント。左室拡張(LVIDdの増加)、MI後1ヶ月だけでなく、機能的障害(中隔の肥厚がないこと)を示す心エコー検査により2D胸骨長軸(B)の Mモード画像、。 EDVは、拡張末期容積を示し; ESVは収縮末期容積を表し; LVIDdは拡張期に左心室の内径を示し、LVIDsは収縮期に左心室の内径を表す。 拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。
図4冠動脈内の圧力及び流速は、パラメータを導出した。高的応答とのMIの前に(A)の基準値を示すCombowireを用いて冠動脈内の圧力及び流速レコーディング充血(黒矢印)へのE。 (B)は 1ヶ月、MI後に、梗塞関連動脈(LAD)は、冠血流速度(黒矢印)で減少充血応答を有する。その結果、圧力および流速導出されるパラメータ(HMR)または流速リザーブ(CFR)は、ベースラインと比較して減少する。 bAPVは、基礎の平均ピーク速度を表し、 pAPV、ピーク平均ピーク速度を表し、 CFRは、冠血流予備能を示し、 HMRは充血微小血管抵抗である。 拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。
治験薬を検証するための複数の可能な試験デザインの異なる研究デザインの図5。概要。(A)の回路図このLADのMIブタモデルを用いて、MIの様々な段階での(のIND)。調査中であるMIの選ばれた位相に応じて、機能解析の直前リスク領域のベースライン値および評価などの治療の割り当てを行うことができます。 拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。
LADの冠動脈内バルーン閉塞は、安全性と密接にヒトの状況を模倣する新たな心血管治療法の有効性を調査するために使用することができるブタの再現性と一貫性のある前臨床MIモデルを提供する。 図5に示すように、提示さ虚血/再灌流梗塞モデルは、さらに、初期虚血/再灌流傷害の両方に対して同一である一方MIおよびMI後リモデリングの異なる段階を調査するために調整することができるプラットフォームを提供する。
ここで説明する記述されたプロトコルの成功は、プロトコルの中で最も重要な段階として、心筋虚血に依存している。 LADの第二対角枝にバルーン遠位の正しい配置は、高い生存率を確保しながら、適切な梗塞サイズに到達するために重要です。このミシガンモデルに基づいて、約15%の死亡率が、観察された大規模なミッドと前、中隔とinferiの先端セグメントCMRおよびTTC染色( 図2Aおよび2B)で見られるように、または壁梗塞した。虚血の持続時間は、所望の梗塞の大きさに応じて調整することができる。我々は、このプロトコルではランドレース種の豚を使用していたが、ミニブタ( すなわちゲッティンゲンのミニブタ)は、通常、心筋虚血( 例えば 150分閉塞)の長い期間を必要とする。
前臨床および臨床のMI研究における結果分析は、多くの場合、左室駆出率に基づいています。低LVEFがしっかりと心血管死亡のリスクの増大と関連しているが、このようなプリロード9などhemodynamicalパラメータに依存したまま。間違いなく、平均的にLVのわずか10〜15%が梗塞していることを考えると、いくつかの概念と実践的な制限は、LVEFは左室収縮機能の全体的な尺度ではなく、地元の改善を反映して10に関連しています。したがって、このモデルで使用される成果の対策案はのさまざまな側面に光を当てる MIおよびMI後リモデリングすることにより、研究者に正確に、複数のレベルでの新たな治療法の有効性を評価するための手段を提供する。
臨床診療への前臨床モデルからの翻訳を最適化するために、我々は大規模な豚の代わりに、ミニブタを使用して選択します。血行動態測定は、薬剤投与量および外科用デバイスは、臨床現場で容易に交換することができる。ミニブタと比較すると、大規模な豚は、比較的多くの重量を得る。これは、シリアルの結果の比較可能性に関しては、長期的なフォローアップに問題が発生することがあります。女性Dallandランドレース種の豚は6ヶ月齢で約70キロの重さ。フォローアップ期間中に、豊富な体重増加を防ぐために、動物は制限食に保存されています。 (:タンパク質15.6%、脂肪2.0%、繊維14.8%、灰8.8%、カルシウム0.9%、リン0.57%、マグネシウム0.29%、カリウム0.18%含有)を一日二回のブタはカスタムメイドの低カロリー食品の750グラムを受ける4週間で重量の約10キロを得ることができます。
e_content ">マッコールらは、以前に豚11に心筋梗塞のための同様のプロトコルを公開しています。かなりの重複がLADの優先ではなく、左回旋枝(LCX)または右冠動脈(RCAを強調し、このプロトコルと彼らの間に存在するRCAの梗塞が高く、不要な伝導障害の可能性( つまり、洞結節機能不全、AVノード機能障害)を伴うされている間)。我々の経験では、LCXを用いて全左心室の梗塞サイズの程度は低いがあります。との違いの1つは、我々は閉塞した冠動脈における止血の90分の結果として血栓形成に基づく非リフローの高い率を観察しているように、2つのプロトコルは、このプロトコルでの増加理学的血小板阻害の使用に関する。この観察はに沿ったものである既知の凝固性亢進は、豚12で観察された。·マッコールは、ヘパリン、THIのシングル、高用量ボーラスを使用して提案したがSプロトコルは、血栓性合併症を最小限に抑えるために、手術全体に広がる複数の低用量でのヘパリンの使用に依存している。要約すると、我々は、ファースト·イン·マンの臨床試験に向けた重要なステップとして、新しい治療法を研究するためにヒトの疾患の効果的な再現性および上記のすべての実用的な大規模な動物モデルを利用するために研究者を可能にするブタ心筋梗塞モデルを提示する。
この作品は、HGGグループBV(SK)、「Wijnand M.ポンステフティング」(SC、SK)によってサポートされていました。本研究は、オランダ経済省、農業·イノベーション(SJL、JG)によってcofunded生体材料研究所のプロジェクトP1.04 SMARTCAREの一部を形成する。すべての著者は、彼らが開示することなく関係を持っていないことを報告している。
CEES Verlaan、ジョイスフィッセル、メレルSchurink、グレースクロフトは親切に動物実験で、その優れた技術支援のために承認されます。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Saline | Braun | ||
6-0 Prolene | Ethicon | ||
Acetylsalicylic acid | Ratiopharm | 80 mg | |
Adenosine | Apotheek UMCU | 3 mg/ml | |
AdVantage PV loop system | Transonic Science | ||
Amiodarone | Cordarone I.V. (Sanofi) | ||
Amiodaron HCl (PCH) | |||
Amoxicilline/clavulaanzuur | Sandoz | 500/50 mg | |
Atropinesulfate | PCH | 0.5 mg/ml | |
Bone Marrow Wax | Syneture | ||
Cardiac Defibrillator | Philips | ||
Clopidogrel | Apothecon B.V. | Clopidrogel 75A | |
Contrast agent | Telebrix | ||
Endotracheal tube | Covidien | ||
Fentanyl patch | Durogesic (Janssen-Cilag) | 25 μg/hr | |
Fogarty catheter | Edwards Life Sciences | ||
Gadolinium | Gadovist | ||
Guidewire | Abbott | ||
Heparin | Leo | ||
I.V. cannula | Abbocath (Hospira Venisystems) | ||
Iodine | Jodiumtictuur 2% (Eurovet) | ||
Ketamine | Narketan 10 Vétoquinol | ||
Midazolam | Actavis | 5 mg/ml | |
Nitroglycerin | Pohl Boskamp | 1 mg/ml | |
Pancuronium bromide | 2 mg/ml | ||
Seldinger vascular sheath 8F | Arrow | ||
Sufentanil | Sufentanil-Hameln | 50 μg/ml | |
Swann-Ganz catheter | Criticath ref 680078 (Argon) | ||
Synolux | Pfizer | 250 mg | |
Tetra-polar catheter | Transonic Science | ||
Thiopental | Inresa | 0.5 g | |
Triphenyl-tetrazolium chloride | Merck | ||
Venofundin | Braun | ||
Vicryl 2-0 | Ethicon | ||
Volcano ComboMap system | Volcano |
A correction was made to Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs. An author's middle initial was omitted at publication.
The author's name was updated from:
Sanne Jansen of Lorkeers
to:
Sanne J. Jansen of Lorkeers
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