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我々は、心房筋症および心房細動(AF)を研究するために、ミニブタにおける滅菌心膜炎モデルを記述する。我々は、外科的および麻酔的技術、血管アクセスのための戦略、およびAFの誘導性を研究するためのプロトコルを提示する。
心房細動(AF)は、心房の構造リモデリングによって引き起こされる最も一般的な不整脈であり、心房ミオパチーとも呼ばれる。現在の治療法は、電気的異常のみを標的とし、根底にある心房ミオパチーは標的としない。新規治療法の開発のためには、心房ミオパチーの再現性のある大型動物モデルが必要である。本稿では、アーチェナーミニブタにおける無菌心膜炎誘発性心房筋症のモデルを提示する。滅菌心膜炎は、滅菌タルカムを噴霧し、心房心外膜表面上に滅菌ガーゼの層を残すことによって誘導された。これは、心房ミオパチーの病態生理学の2つの重要な要素である炎症および線維症をもたらし、心房をAFの誘導を受けやすくした。2つのペースメーカー電極を各心房に心外膜に配置し、異なるメーカーの2つのペースメーカーに接続した。この戦略により、手術後の特定の時点でのAFの誘導性を決定するために、非侵襲的な心房プログラム刺激を繰り返すことが可能になった。AF誘導性を試験するために異なるプロトコールが用いられた。このモデルの利点は、AF誘導性および炎症および線維症の迅速な誘導(どちらも心房ミオパチーに存在する)およびその再現性を有する、その臨床的関連性である。このモデルは、心房ミオパチーおよびAFを標的とする新規治療法の開発に有用であろう。
心房細動(AF)は、最も一般的な心臓不整脈であり、有意な罹患率、死亡率、および医療費につながる1。多くの場合、AFは、心房の構造的、電気的、自律的、および収縮性リモデリングによって定義される、根底にある心房ミオパチーの電気的症状にすぎない。この心房ミオパチーは、AFおよび脳卒中2,3をもたらし得る。ほとんどの治療法は電気的リモデリングのみを標的とし、心房の根底にある構造変化(炎症および線維症)を標的としていない4,5,6,7。これはおそらく、現在の治療法が、特により進行した心房ミオパチー8において、わずかにしか効果がない理由の1つです。
再現性のある動物モデルは、心房ミオパチーに存在する炎症および線維症を標的とするために極めて重要である。心房頻脈モデルは、いくつかの大型動物種9、10、11、12で開発されている。これらのモデルでは、心房組織は、電気的、そして最終的には構造的変化を誘発するために、長期間にわたって連続的にペースを合わせられる。頻脈モデルの主な欠点は、心房ミオパチーの構造的徴候が現れるまでの長い期間と、心房ミオパチーの前に電気的異常が発症する臨床症候群にのみ関連することである。理論上のリスクは、長期追跡期間中の線維症によるペーシングリード障害である9。
滅菌心膜炎のモデルにおいて、滅菌タルカムが心房の心外膜表面上に噴霧され、急性炎症および線維化反応を誘発し、心房ミオパチー13、14をもたらす。ブタはヒトの心臓解剖学的および生理学的類似性を有し、したがってブタモデルは高い翻訳的関連性を有する。ミニブタを使用する利点は、従来のブタ株よりもサイズが小さいため取り扱いが容易であり、体重の大幅な増加なしに長期間維持できることです10。これらすべての理由により、ミニブタの滅菌心膜炎は、心房ミオパチーおよび細動の調査のための優れたモデルとなる。このプロトコルとビデオは、異なる研究施設でのこのモデルのセットアップを容易にし、AFの誘導性を研究するためのプロトコルを標準化することを目的としています。
このプロトコルは、アントワープ大学動物実験倫理委員会(ケース番号2019-29)によって承認されており、アントワープ大学の動物ケアガイドラインに準拠しています。体重約20kgの生後6ヶ月のAachenerミニブタ17頭(雄、去勢)がこの研究のために選択された。
1.薬と麻酔
2. 手術
3. 術後ケア
4. AF誘導のための心房タキペーシング
5. 安楽死
6. シャム手術
罹患率および死亡率:
Aachenerミニブタの無菌心膜炎のこのモデルの開発を開始したとき、我々は17頭のブタのうち4頭(23.5%)の周術期死亡率に気づいた:4人のうち3人の死亡は「学習曲線効果」のために最初の6回の手術で発生した。病因は以下の通りであった:術後の呼吸停止のために2匹のブタが死亡した。この問題は、アルフェンタニルの用量を減らすことによって解決された。1?...
信頼性の高い大型動物モデルは、心房ミオパチーおよびAFの研究およびAFの新規治療法の開発にとって大きな資産である。心房心膜へのペースメーカーリードの移植は、小動物では困難である縦断的なフォローアップおよび反復的な電気生理学的検査を可能にした。ミニブタは扱いやすく、その心臓は構造的にも生理的にも人間の心臓10に類似している。
著者の誰も開示する利益相反を持っていません。
この研究は、アントワープ大学の Industrieel OnderzoeksFonds/Strategisch Basisonderzoek (IOF/SBO)研究助成金(PID34923)と Geconcerteerde Onderzoeksactie (GOA)助成金(PID36444)によって支援されました。上級臨床研究者フェローシップ(VFSへ)およびフランダース科学研究基金の研究助成金(出願番号1842219N、G021019N、G0D0520N、およびG021420N)による。ERA.Net RUS Plusの研究助成金(2018年、プロジェクトコンソーシアム278)による。 Vlaamse Interuniversitaire Raad/Interuniversitair Bijzonder OnderzoeksFonds (VLIR/iBOF) grant (20-VLIR-iBOF-027)ペースメーカーのリードの大部分を後援してくれたアボットとボストン・サイエンティフィック、ペースメーカーのプログラマーの融資に協力してくれたメドトロニックとバイオトロニックに感謝します。アントワープ大学の動物施設の動物スタッフの動物の世話に感謝します。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Aachener minipig, 6-months old, male, castrated, weight 15-25 kg | Carfil | ||
Anesthesia and preparation | |||
ECG electrodes | |||
Endotracheal tube 6.5 mm ID | Covidien | 115-65OR | |
External cardioverter-defibrillator | Innomed | Cardio-aid 200B | |
Heating pad | OK. | OUB 60321 | |
Intravenous catheter 22 GA, 1 Inch | BD | 381323 | |
Laryngoscope blade size 4 | Miller | SUS426601 | |
Monitor | GE Medical systems | 2600040-003 | |
Respirator | Datex-Ohmeda | 1009-9000-000 | |
Shaver | Aesculap | GT 104 / REF 985203 | |
Syringe driver pump | Fresenius Kabi | 082470 | |
Arterial and central venous line placement | |||
3-lumen central venous catheterization set, 7 French, 16 cm, 0.032 Inch guide | Arrow medical | EU-22703-EN | |
Arteral catheter 3 French, 8 cm | Vygon | 1,15,090 | |
Caresite Luer access device | B. Braun | 415122-01 | |
Fluids: IV bags of Plasmalyte, Glucose 5%, NaCl 0.9% (500 mL or 1000 mL) | |||
heparinized saline | |||
Needles: 18 Ga / 40 mm and 22 Ga / 40 mm | |||
Pressure monitoring set, 195 cm | Edwards Lifesciences | T005021M | |
Pressure tubing 180 cm | Edwards Lifesciences | 50P172 | |
suture with needle | |||
Syringes Luerlok: 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL, 50 mL | |||
Ultrasound gel | Zealand coating | 446-1 | |
Ultrasound with vascular probe | Philips healthcare | EPIQ 7C / REF BZE1723 | |
Surgical set | |||
Blunt-tip surgical scissors | Martin | 11-934-25 | |
60 degrees curved Debakey forceps | Aesculap | FB403 | |
Anatomical forceps | AS | 13-102-16 | |
Debakey forceps | Geister | 10-0634 | |
Electrocautery module | Alsa | Alsatom SU 140/D MPC | |
Holders for stainless steel wire | COBE | 013-123 | |
Mosquito | Leibinger | 32-01008 | |
Needledriver, fine | Delacroix-Chevalier | 50302-21 | |
Needledriver, normal | Aesculap | BM 77 | |
Rib spreader | Martin | 24-178-01 | |
Scalpel | Swann-Morton | 0511 | no. 24 |
Scissors for stainless steel wire | Jakobi | 411830 | |
Spreaders | AS | 16-058-00 | |
Sternum saw | Eure-Power | 5000020 | |
Sternum saw blade | MicroAire | ZR-032M | |
Surgical consumables | |||
Disinfectant: iodine, chlorhexidine | |||
Electrocautery pencil with push button, cable 5 m | Dongguan QueenMed Equipment | ESPB4001LQ | |
Gastric tube | Vygon | 390.12 | |
Mersilene-0, 75 cm | Ethicon | F2505H | |
Monocryl 3-0, 70 cm | Ethicon | Y423H | |
Mouth masks, hair nets | |||
Oriflex-4 vacuum flask for surgical draining | Oriplast Krayer | VK00352 | |
Prolene 6-0, 75 cm | Ethicon | 8711H | |
Stainless steel monofilament non-absorbable suture | Ethicon | W995 | |
Sterile drapes | 3M | 9010 | |
Sterile gauze 20 x 10 cm | Stella | 35921 | |
Sterile gloves | |||
Sterile surgical gown | |||
Steritalc PF3 | Novatech | 16863 | |
Vicryl-0, 75 cm | Ethicon | V324H | |
Cardiac pacing | |||
Bipolar pacing lead Fineline II Sterox EZ 58 cm | Boston Scientific | 4474 | |
Bipolar pacing lead Tendril STS 58 cm | Abbott | 2088TC | |
Ellegaard Göttingen Minipig Frame 3 | Lomir | DF H1PU | |
Ellegaard Göttingen Minipig Sling Cover | Lomir | SS CEG1 | |
Micropace cardiac stimulator | Boston Scientific | EPS 320 | |
Pacemaker for pacing | Medtronic | Azure XT DR MRI SureScan | |
Pacemaker for sensing | Biotronik | Eluna 8 DR-T | |
Pacemaker programmer for pacing | Medtronic | CareLink Encore 29901A | |
Pacemaker programmer for sensing | Biotronik | ICS 3000 DS CD-W US | |
Medication | |||
Adrenaline 1 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
Atropine 0.5 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
Catapressan 150 µg/mL, 1 ml clonidine | Boehringer Ingelheim | BE021402 | |
Cefazoline 2 g powder | Mylan | BE319794 | |
Cordarone 50 mg/mL, 3 mL amiodarone | Sanofi | ||
Durogesic 50 µg/h fentanyl patches | Janssen-Cilag | ||
Glucose 5%, 500 mL | Baxter | AE0063 | |
Ketalar 50 mg/mL, 10 mL | Pfizer | 804101 | |
Lanoxin 0.25 mg/mL, 2 mL digoxine | Aspen | ||
Marcaine 0.5% + adrenaline 1:200,000 | Aspen | ||
Midazolam 5 mg/ml, 3 mL | B. Braun | 3521740 | |
Morfine 10 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
NaCl 0.9%, 500 mL | Baxter | AKE1323 | |
Nitro Pohl 1 mg/mL, 5 mL nitroglycerine | Pohl Boskamp | ||
Noradrenaline 1 mg/mL, 4 mL | Aguettant | ||
Plasmalyte 1000 mL | Baxter | AKE0324 | |
Propofol 10 mg/mL, 20 mL | B. Braun | 3521810 | |
Protamine 1400 IU/mL, 5 mL | Leo pharma | ||
Rapifen 0.5 mg/mL, 2 mL | Janssen-Cilag | 95103 | |
Seloken 1 mg/mL, 5 mL metoprolol | AstraZeneca | ||
Sevorane Quick Fill 100% sevoflurane, 250 mL | Abbvie | 1283-415 | |
Tracrium 10 mg/mL, 5 mL atracurium | Aspen |
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