Modelo Ovino Crônico de Insuficiência Ventricular Direita e Regurgitação Tricúspide Funcional

Resumo

A insuficiência ventricular direita e a insuficiência tricúspide funcional estão associadas à cardiopatia esquerda e à hipertensão pulmonar, que contribuem significativamente para a morbidade e mortalidade dos pacientes. O estabelecimento de um modelo ovino crônico para o estudo da insuficiência ventricular direita e da regurgitação tricúspide funcional ajudará na compreensão de seus mecanismos, progressão e possíveis tratamentos.

Resumo

A fisiopatologia da insuficiência tricúspide (RFT) funcional grave associada à disfunção ventricular direita é pouco compreendida, levando a resultados clínicos subótimos. Nós nos propusemos a estabelecer um modelo ovino crônico de FTR e insuficiência cardíaca direita para investigar os mecanismos de FTR. Vinte ovinos machos adultos (6-12 meses de idade, 62 ± 7 kg) foram submetidos a toracotomia esquerda e ecocardiograma basal. Uma banda de artéria pulmonar (BAP) foi posicionada e apertada ao redor do tronco da artéria pulmonar (AP) para pelo menos dobrar a pressão sistólica da artéria pulmonar (PSAP), induzindo sobrecarga pressórica do ventrículo direito (VD) e sinais de dilatação do VD. A BAP aumentou agudamente a PAPS de 21 ± 2 mmHg para 62 ± 2 mmHg. Os animais foram acompanhados por 8 semanas, os sintomas de insuficiência cardíaca foram tratados com diuréticos e o ecocardiograma de vigilância foi usado para avaliar a coleção de líquido pleural e abdominal. Três animais morreram durante o período de seguimento devido a acidente vascular cerebral, hemorragia e insuficiência cardíaca aguda. Após 2 meses, foi realizada esternotomia mediana e ecocardiograma epicárdico. Dos 17 animais sobreviventes, 3 desenvolveram insuficiência tricúspide leve, 3 insuficiência tricúspide moderada e 11 insuficiência tricúspide grave. Oito semanas de bandagem da artéria pulmonar resultaram em um modelo ovino crônico estável de disfunção ventricular direita e FTR significativa. Esta plataforma animal de grande porte pode ser usada para investigar as bases estruturais e moleculares da falência do VD e da regurgitação tricúspide funcional.

Introdução

A insuficiência ventricular direita (FVR) é reconhecida como um importante fator que contribui para a morbidade e mortalidade dos pacientes cardiopatas. As causas mais comuns de FVR são cardiopatia esquerda e hipertensão pulmonar¹. Durante a progressão da FVR, a insuficiência tricúspide funcional (RFT) pode surgir como consequência da disfunção do ventrículo direito (VD), dilatação anular e remodelamento subvalvar. A FTR moderada a grave é um preditor independente de mortalidade^2,3, e estima-se que 80%-90% dos casos de regurgitação tricúspide sejam de natureza funcional⁴. A própria FTR pode promover remodelamento ventricular adverso por influenciar tanto a pós-carga quanto a pré-carga⁵. A valva tricúspide tem sido historicamente considerada a válvula esquecida⁶, e acreditava-se que o tratamento da cardiopatia do lado esquerdo resolveria a patologia associada do VD e FTR⁷. Dados recentes têm mostrado que essa é uma estratégia falha, e as diretrizes clínicas atuais defendem uma abordagem muito mais agressiva para o FTR⁴. Entretanto, a fisiopatologia da FTR grave associada à disfunção ventricular direita ainda é pouco compreendida, levando a resultados clínicos subótimos8. Os modelos animais de grande porte atualmente disponíveis de RVF são baseados em pressão, volume ou sobrecarga mista. Descrevemos anteriormente um modelo animal de grande porte de FVR e TR, mas apenas em um cenário agudo⁹.

O presente estudo enfoca um modelo ovino crônico de bandagem da artéria pulmonar (BAP) para aumentar a pós-carga do VD (sobrecarga pressórica) e induzir disfunção do VD e FTR. O modelo de pós-carga é confiável e reprodutível quando comparado aos modelos de hipertensão pulmonar, nos quais as alterações na microvasculatura são menos previsíveis e mais prováveis¹⁰. O objetivo do estudo foi desenvolver um modelo crônico de grandes animais de FVR e FTR que mimetizasse com mais precisão a sobrecarga pressórica do VD em pacientes com cardiopatia esquerda e hipertensão pulmonar. O estabelecimento desse modelo permitiria estudos aprofundados sobre a fisiopatologia do remodelamento ventricular e valvar associado à disfunção do VD e à insuficiência tricúspide. O modelo ovino foi escolhido com base em nosso trabalho prévio sobre a valva mitral e na literatura publicada que sustenta as semelhanças anatômicas e fisiológicas entre corações humanos e ovinos^11,12,13.

Para este estudo, 20 ovinos adultos (62 ± 7 kg) foram submetidos a toracotomia esquerda e bandagem do tronco da artéria pulmonar (BAP) para pelo menos dobrar a pressão sistólica da artéria pulmonar (PSAP), induzindo sobrecarga pressórica do VD. Os animais foram acompanhados por 8 semanas, e os sintomas de insuficiência cardíaca foram tratados com diuréticos quando clinicamente aparentes. Ecocardiograma de vigilância foi realizado periodicamente para avaliar a função e competência valvar do VD. Após a conclusão do protocolo experimental para desenvolvimento do modelo (8 semanas), os animais foram levados de volta à sala de cirurgia para esternotomia mediana e implante de cristais de ultrassonomicrometria nas estruturas epicárdicas e intracardíacas. Esse procedimento foi realizado com circulação extracorpórea com o coração batendo e com controle bicaval. Não houve problemas no desmame dos animais da circulação extracorpórea ou na aquisição dos dados de ultrassonometria em ambiente hemodinâmico estável em estado estável, sem a necessidade de inotrópicos para suporte cardíaco direito. Prevemos a realização de anuloplastia do anel tricúspide e outros procedimentos do coração direito em um futuro próximo, usando uma abordagem de toracotomia direita em experimentos terminais e de sobrevida. A experiência atual nos leva a crer que será possível desmamar os animais da circulação extracorpórea sem dificuldade e que a sobrevida a longo prazo é viável. Dessa forma, acreditamos que o modelo permitirá a realização de procedimentos cardíacos clinicamente pertinentes. A seguir, uma descrição das etapas (perioperatórias e operatórias) realizadas para a realização do protocolo experimental em ovinos.

Protocolo

O protocolo foi aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Michigan State University (IACUC) (Protocolo 2020-035, aprovado em 27/7/2020). Para este estudo, foram utilizados 20 ovinos machos adultos, pesando 62 ± 7 kg.

1. Etapas pré-operatórias

1. Jejuar o animal 12 h antes da cirurgia (durante a noite).
2. Colocar o animal em uma cadeira de ovelha (Figura 1) e preparar a canulação da veia jugular direita com introdutor longo de 11 Fr (comprimento da bainha = 10 cm).
3. Fazer a barba com cortadores ao longo do local de colocação IV - a face anterior direita do pescoço cerca de 10-15 cm lateral da linha média para a veia jugular direita.
4. Vire a cabeça do animal para a esquerda para que as faces anterior e lateral direita do pescoço fiquem expostas. Localize o trajeto da veia jugular. Para facilitar isso, comprima a parte inferior do pescoço para distender a veia.
5. Limpar com clorexidina e esfoliante à base de álcool e anestesiar localmente com lidocaína a 1%.
6. Canulado da veia jugular no terço médio e superior do pescoço, conforme descrito.
   1. Corte a pele acima da veia com uma lâmina número 11 perpendicular à veia.
   2. Canulado com cateter angiocateter 14G; quando estiver no lugar (o sangue está saindo da agulha ou o sangue é manchado), remova a agulha, deixe o cateter, passe o fio-guia, remova o cateter, coloque a bainha de 11 Fr e prenda-a.
   3. Garanta a patência e a colocação adequada da cânula retirando sangue vermelho-escuro e realizando um flush salino para confirmar o fluxo e a ausência de inchaço no local de inserção.
7. Iniciar a indução com propofol na dose de 1,0-1,5 mg/kg por via venosa (IV).
8. Intubar com tubo endotraqueal (TE) número 9 com laringoscópio com lâmina número 5. Para isso, uma pessoa deve prender os maxilares e a língua, enquanto a outra pessoa identifica a traqueia, insere o tubo de ET e infla o manguito de vedação. Confirme o posicionamento adequado pelos murmúrios vesiculares bilaterais e condensação no tubo de TE.
9. Administrar o analgésico buprenorfina na dose de 0,01 mg/kg por via intravenosa e utilizar 240 mg de gentamicina e 1 g de cefazolina para profilaxia antibiótica.
10. Transfira o animal da cadeira de ovelhas para uma mesa cirúrgica e posicione-o do lado direito.

2. Etapas da cirurgia

1. Ventilar a 15 mL/kg (12-18 ciclos/min), com fluxo de oxigênio a 4 L/min e isoflurano a 2,5%-4,0%. Confirme a anestesia adequada para garantir que o sujeito esteja no nível cirúrgico (estágio 3), verificando o tônus da mandíbula e a rotação dos olhos.
2. Lubrifique ambos os olhos aplicando pompa oftálmica e insira uma sonda gástrica para garantir a evacuação de gases e alimentos. Conecte o eletrocardiograma (ECG), oxímetro de pulso (SpO 2), capnógrafo (ETCO₂) e monitores de temperatura corporal. Fixar os eletrodos do membro do EKG (I, II, III) à pele através de clipes de jacaré, o sensor de SpO 2 na bochecha do animal e o tubo ETCO ₂ no tubo endotraqueal e passar a sonda de temperatura através da narina para a nasofaringe.
3. Prepare o campo operatório. Faça a raspagem do tórax anterior esquerdo, limpe com clorexidina e esfoliação à base de álcool e cubra com campos estéreis.
4. Fazer uma incisão de pele e subcutâneo de 10 cm de comprimento ao nível do quarto espaço intercostal.
5. Confirme o espaço intercostal correto identificando a entrada torácica e contando os espaços intercostais para baixo. Em seguida, continuar a incisão no centro e ao longo do quarto espaço intercostal.
6. Divida os músculos intercostais, abra a cavidade torácica e espalhe as costelas com um afastador tipo minitoracotomia Finochietto. Durante a realização da toracotomia, tome cuidado para não lesar a artéria mamária interna esquerda (LIMA) na borda esternal da incisão e o pulmão na borda superior.
7. Realizar ecocardiograma epicárdico basal para avaliar a função biventricular e a competência valvar. A ocorrência de incidências fora do padrão pode ser devida à minitoracotomia focada na valva tricúspide (VC), função ventricular direita e esquerda e fluxo da artéria pulmonar.
8. Identificar o LIMA na borda esternal da incisão, remover os tecidos adjacentes ao seu redor e preparar-se para estabelecer uma linha arterial para monitorização da pressão.
9. Colocar duas suturas de seda 4-0 ao redor da artéria, sendo uma proximal e outra distal ao local da canulação (usada para fixar o cateter arterial).
10. Use clipes de titânio com um aplicador de clipe para prender o LIMA distal ao local de canulação planejado para evitar sangramento de refluxo durante a canulação.
11. Faça uma incisão perpendicular que seja metade da circunferência do cateter no LIMA com uma lâmina número 11.
12. Insira um cateter angiocateter de 18 G e conecte-o ao módulo de linha arterial. Quando uma pressão em torno de 120/80mmHg for atingida, fixar o cateter no lugar usando as duas suturas de seda 4-0 colocadas anteriormente.
13. Realizar pericardiotomia iniciando-se ao nível dos seios da artéria pulmonar e indo 4-5 cm lateralmente ao longo do tronco da artéria pulmonar (AMP), tomando cuidado para não lesar o nervo frênico esquerdo.
14. Aplicar de quatro a cinco pontos de retração no pericárdio aberto para criar um poço pericárdico, pois isso facilita a exposição e a dissecção entre o tronco pulmonar e a aorta.
15. Dissecar o APM da aorta ascendente (AA) a cerca de 2-3 cm de sua origem com pinça reta romba, iniciando ao nível do apêndice atrial esquerdo e trabalhando em direção ao AA. Para separar totalmente o MPA do AA, use eletrocautério ou tesoura para remover o tecido conjuntivo entre as duas estruturas.
16. Passe uma fita umbilical ao redor do MPA com uma braçadeira de ângulo reto romba. Estabelecer uma linha de pressão do MPA colocando uma sutura em bolsa 5-0 monofilamentar 1 cm distal dos seios do MPA.
17. Insira um cateter angiocateter de 20 G e conecte-o a uma linha de monitoramento. Garantir que as leituras corretas do MPA e da linha arterial sejam obtidas antes de apertar a fita umbilical; As pressões arterial e pulmonar podem variar, mas devem ser comparáveis aos valores do paciente humano.
18. Segure as duas extremidades da fita umbilical e prenda-as juntas para reduzir o lúmen do MPA.
19. Apertar progressivamente a banda com a aplicação sucessiva de um aplicador de clipe, com cada clipe colocado abaixo do clipe anterior até que a pressão arterial sistêmica comece a diminuir progressivamente (Figura 2). Neste ponto, remova o último clipe colocado para estabilizar a pressão arterial sistêmica.
20. Quando o máximo de beliscão e condições hemodinâmicas estáveis forem alcançadas, fixar a fita umbilical à adventícia do APM com sutura monofilamentar 5-0 para evitar migração distal.
21. Realizar ecocardiograma pós-bandagem para avaliar a função biventricular e competência valvar, como no passo 2.7. Remova a linha de pressão do MPA e a linha arterial e garanta uma boa hemostasia, verificando se há sangramento vindo da área onde a banda e as linhas arteriais foram colocadas.
22. Coloque um dreno torácico no tórax esquerdo, com o local de entrada um espaço intercostal abaixo da incisão inicial. Fechar as costelas com duas suturas Vicryl tamanho 2 e fechar a ferida com suturas contínuas de três camadas: Vicryl 2-0 para os tecidos muscular e subcutâneo e Prolene 3-0 para a pele.
23. Quando não forem observados sinais de sangramento, remova o dreno torácico antes de desmamar o animal do ventilador.
24. Desmame o animal do ventilador, excubra, mova-o para uma única gaiola e acompanhe-o de perto por pelo menos 1 h. Deixe a linha IV central no lugar e prenda-a usando uma bandagem frouxamente aplicada ao redor do pescoço.
    LEGENDA: A analgesia venosa pós-operatória foi mantida com buprenorfina (0,05 mg/kg) e flunixina (1,2 mg/kg) por 3 dias pós-operatórios.

Resultados

Após a conclusão do protocolo experimental para desenvolvimento do modelo (cerca de 8 semanas), os animais foram levados de volta ao centro cirúrgico para esternotomia mediana e implante de cristais de ultrassonometria nas estruturas epicárdicas e intracardíacas. Esse procedimento foi realizado com circulação extracorpórea com o coração batendo e com controle bicaval, conforme descrito detalhadamente por nosso grupo^{anteriormente9}. Não houve problemas no desmame dos animais da circulaç?...

Discussão

Nesse modelo, 8 semanas de bandagem da artéria pulmonar resultaram em um modelo ovino crônico estável de disfunção ventricular direita e, na maioria dos casos, FTR significativa. Os pontos fortes do modelo de BAP crônica apresentado incluem o ajuste preciso da pós-carga durante o procedimento, embora sua influência nas respostas do VD possa diferir. O modelo é adequado para avaliar graus variados de falência do VD ou FTR, com a gravidade modulada pelo grau de constrição da artéria pulmonar. Além disso, a ap...

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthesia Machine Drager Narkomed MRI-2	Drager	4116091-001
angiocatheter	BD	BD382268	14GAx8.25cm
BD ChloraPrep Scrub Teal 26 ml applicator with a sterile solution
Blade #11	Bard-Parker	371111
Buprenorphine	HIKMA
cefazolin 1.0g	Hikma	0143-9924-90
Diprivan 200mg/20ml	63323-0269-29	FRESENIUS KABI
Electrosurgical generator Valleylab Force FX	Valleylab	CF5L44233A
Gentamicin Sulfate 40 mg / mL	Fresenius	406365
i-Stat Blood analyzer MN 300	Abbott
Lidocaine HCl 1%	Pfizer	243243
Open ligating clip appliers Horizon Medium	Teleflex	237061
PERMAHAND Silk Suture	PERMA HAND	SA 63H
Pinnacle Introducer sheath	Terrumo	RSS102	sheath length 10cm
Prolene 3-0	ETHICON	8684H
Titanium Clips Medium	Teleflex	2200
Umbilical tape	Ethicon	EFA 1165
VICRYL 2 coated undyed 1X54" TP-1	ETHICON	J 880T
Vicryl 2-0	ETHICON	J269H