Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Этот протокол описывает свиной инфаркта миокарда (ИМ) модель, используя 90 мин закрытые груди коронарной баллонной окклюзии левой передней нисходящей артерии (ПНА), а затем реперфузии. Кроме того, протокол для нескольких параметров результатов, таких как сердечной функции, гемодинамики, сопротивление микрососудов и размер инфаркта, также представлены.
Внедрение вновь открывшимся сердечно-сосудистых терапии в первой в-человека испытаний зависит от строго регламентированной этического и правового дорожной карты. Одним из важных условием является хорошее понимание всех аспектов безопасности и эффективности, полученных в большой животной модели, что на законных основаниях отразить человеческую сценарий инфаркта миокарда (ИМ). Свиньи широко используются в этом отношении, так как их размер сердца, гемодинамика, и коронарной анатомии близки к у людей. Здесь мы представляем эффективную протокол для использования свиной модель MI использованием закрытого груди коронарной баллонной окклюзии левой передней нисходящей артерии (LAD), а затем реперфузии. Этот подход основан на 90 мин ишемии миокарда, вызывая большой левого желудочка миокарда передней, септальной и inferoseptal стен. Кроме того, мы представляем протоколы для различных мер исхода, которые предоставляют широкий спектр информации о центре, таких как сердечная систолического и диастолического функции, hemodynamiCS, коронарная скорость потока, микрососудистой сопротивление, и размер инфаркта. Этот протокол может быть легко адаптирована для удовлетворения изучать конкретные требования к валидации новых cardioregenerative биопрепаратов на различных этапах (т.е. непосредственно после острого ишемического инсульта, в условиях подострого или даже в хронической ИМ раз образование рубцовой была завершена). Следовательно, модель обеспечивает полезную поступательное инструмент для изучения ИМ, последующее негативное ремоделирование, и потенциал новых cardioregenerative агентов.
Острый инфаркт миокарда (ОИМ) и его долгосрочных последствий, таких как хронической сердечной недостаточности (ХСН) глубоко повлиять прогноз и качество жизни пациента, не говоря уже о высоких ограничения затрат, налагаемые на наших имеющихся ресурсов здравоохранения 1. Распространенность ХСН в западном мире оценивается в 1-2%, из которых ~ 60% случаев являются следствием ОИМ как основной причины 2. Только в США около 5,7 млн. пациентов страдают от CHF долю компании приходится около 30 миллиардов долларов в ежегодных расходов на здравоохранение в 2008 году, с предсказанной трех экземплярах расходов поднимаясь на 97 миллиардов долларов в год в 2030 году 1. Взятые вместе, эти цифры сделать сильный аргумент в пользу разработка новых cardioregenerative лечения, которые, для быстрого перевода, полагаются на воспроизводимым и надежным большой животных миокарда модели инфаркта, который точно имитирует человеческий сценарий.
Свиньи (Sus SCROFA) все чаще используются в сердечноЛар исследования для фармакологических и токсикологических испытаний 3. Одна из черт, ответственных за этот успех как поступательного исследовательского инструмента является их сходство в сердечной функции и анатомии с человеческим сердцем 4,5. Например, сердца свиньи к телу весу, сердечная размер и ишемической распределение анатомия артерия все показали, чтобы быть удивительно похожа на парня 4. Кроме того, кардиомиоциты метаболизм, электрофизиологические свойства и реакция на ишемического инсульта, таких как AMI, как сообщается, показывают высокий уровень согласованию с человеческой ситуации 6,7. В конечном счете, для выполнения описанных выше критериев, стандартизированный MI-протокол, который производит надежной и стабильной MI для испытания исследуемых новых препаратов (IND) нужен. Здесь мы представляем такую стандартную модель, которая использует 90 мин закрытые груди коронарной баллонной окклюзии левой передней нисходящей артерии (ПНА), а затем реперфузии, тем самым создавая воспроизводимую инфарктамиокарда, охватывающий anteroapical, Септальные и inferoseptal стены левого желудочка.
Все естественных условиях эксперименты в были проведены в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных, подготовленных Институтом лабораторных животных ресурсов. Эксперименты были одобрены местным экспериментов комитета животных на.
1. Лекарства, Анестезия, венозного доступа, и интубации
2. Трансторакальная эхокардиографии
3. Хирургическое Подготовка и сосудистого доступа
4. Инвазивная Давление Анализ Объем Loop
5. Внутрикоронарное измерения давления и расхода
6. Индукция ИМ
Отделочные хирургического вмешательства (на длительный срок исполнению)
7. Сердечная Магнитно-резонансная томография
8. Конец исследования и инфаркта Размер
Смертность и инфаркта Размер
В нашем центре, из 32 свиней (женщина Dalland ландрас, 6 месяцев, ~ 70 кг), подвергшихся этим протоколом М.И., пять (15,6%) умерли от огнеупорной фибрилляции желудочков при ишемии. Этот протокол создает инфаркт, охватывающий примерно 10-15% левого желудочка, расположенный в передне, перегородки и inferoseptal стены (рис. 2а). Если серийный неинвазивной оценки размера инфаркта является оправданным, в конце гадолинием (LGE) на CMR могут быть использованы следовать нежизнеспособных область инфаркта в течение долгого времени (фиг.2В).
Сердечной функции и реконструкция
Через четыре недели после ИМ, глобальные и региональные параметры, отражающие функции сердца должна быть снижена по сравнению со здоровыми исходных значений. В частности, фракция выброса ЛЖ (ФВ ЛЖ) должна уменьшаться примерно ~ 35-45% четыре недели после MI. Кроме глобального систолической функцией,несколько параметров, отражающих после ИМ негативное ремоделирование также может быть измерена, например, морфологии и диаметров с использованием CMR и эхокардиографию (фиг.3А и 3В) ЛЖ. Через четыре недели после MI, увеличение конечного диастолического объема (КДО) в знак неблагоприятного ремоделирования можно ожидать (фиг. 3A и 3B).
Коронарного кровотока и давления параметры
Ангиогенез и образование новых капилляров часто рассматриваются в качестве важных целей лечения при ишемической болезни сердца 8. Оценка сопротивления микрососудов может быть косвенно на основе комбинированного измерения интракоронарного давления и скорости потока. Представитель давления и измерение скорости потока при нормальных условиях и максимальная гиперемия показано на рисунке 4. Через четыре недели после ИМ, гиперемирована сопротивление микрососудов должна быть увеличена в инфаркт коронарной артерии (ПНА) по сравнениюк исходной ситуации 8.
. Рисунок 1 модель MI (А) на основе ЛАД баллонной окклюзии Standard хирургическое оборудование с:. 1) зажимов для полотенец; 2) комары; 3) диссекционные; 4) круглые контейнеры; 5) иглодержатели (штраф и грубая); 6) Клинкенберг ножницами; 7) рассекает ножницы (прямые и изогнутые); 9) Щипцы (Де-Бейки, штраф и грубая); 10) хомут; 11) анастомоза зажим; 12) сеток; 13) электрохирургическое карандаш; 14) держатель скальпель; 15) Dreesman (всасывание); 16) втягивающее; 17) патроны. (В) левой передней косой рентгеноскопии вид на LAD и LCX. (C) После визуализации второй диагональной ветви, разместить две рентгеноконтрастные маркеры (см. вставку, черные стрелки) от воздушного шара просто дистально от D2. Надувныее и убедитесь, что коронарный кровоток успешно заблокирован инъекции контрастного (см. звездочку). Внутрисердечный дефибриллятор свинец можно увидеть в правом желудочке (см. стрелку белый). ЛАД обозначает левой передней нисходящей артерии; LCX обозначает левой огибающей артерии; ЛАО обозначает левой передней косой взгляд; AP обозначает переднюю вид задней; D1 обозначает первую диагональную ветвь; D2 обозначает вторую диагональную ветвь. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.
Рисунок 2. Размер инфаркта после ИМ. (А) 90 мин шар окклюзия ЛАД приводит к обширным поражением миокарда и образования рубца (белый цвет), визуализировали окрашиванием TTC через 1 месяц наблюдения.(B) Схематическое распределение показывает, что инфаркт миокарда расположен в передней, передне-и inferoseptal сегменты сердца. (С, D) Короткая и длинная ось поздно гадолиния усовершенствованные изображения CMR показать обширную шрам инфаркта (белый сигнала, см. черные стрелки), локализованных в передней, передне-и inferoseptal сегментах сердца. LGE-CMR обозначает поздний гадолиния повышенную сердечную магнитный резонанс. Масштаб черта означает 3 см. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.
Рисунок 3. Оценка функции сердца при ишемической моделей ИМ. (A) представитель CMR кино-петли изображения в конце диастолы и конечного систолы показывающие функциональные нарушения в инфARCT шрам сегменты. (В) М-режим образ 2D парастернальной длинной оси по эхокардиографии, показывая дилатации ЛЖ (увеличение LVIDd) через 1 месяц после ИМ, а также функциональные нарушения (отсутствие перегородки утолщение). КДО обозначает конечную объем диастолического; ESV обозначает конечную объем систолического; LVIDd обозначает левого желудочка внутренний диаметр в диастолу и LVIDs обозначает левого желудочка внутренний диаметр в систолу. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.
Рисунок 4. Внутрикоронарное давление и скорость потока происходит параметры. Внутрикоронарное давления и записи скорости потока с помощью Combowire показывая (А) справочные значения до ИМ с высокими которая несетэ к гиперемии (черный стрелки). (B) через 1 месяц после ИМ, инфаркт ответственной артерии (ЛАД) имеет пониженную гиперемии ответ в скорости коронарного кровотока (черные стрелки). В результате, давление и скорость потока, полученные параметры (HMR) или резервные скорость потока (CFR) уменьшаются по сравнению с базовым. bAPV обозначает базальной средний пиковой скорости; pAPV обозначает пиковую среднюю пиковую скорость; CFR обозначает коронарного резерва; HMR обозначает гиперемии сопротивление микрососудов. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.
Рисунок 5. Обзор различных конструкций исследования. (А) Схематическое нескольких возможных конструкций исследования для подтверждения исследуемых новых препаратов(INDS) на различных стадиях ИМ использующих данную модель, ЛАД MI свиньи. В зависимости от выбранного этапа ИМ, который находится под следствием, функциональный анализ может выполняться только до распределения лечения в качестве исходного значения и оценки зоны риска. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.
Внутрикоронарное баллон окклюзия LAD обеспечивает воспроизводимое и последовательное доклинической модели MI у свиней, которые могут быть использованы для исследования безопасности и эффективности новых сердечно-сосудистых терапии, которые точно имитирует человеческую ситуацию. Как показано на фиг.5, представлена модель миокарда ишемией / реперфузией обеспечивает платформу, которая может быть дополнительно с учетом исследовать различные фазы инфаркта миокарда и пост-MI ремоделирования в то время как начальная травма ишемией / реперфузией одинакова для обоих.
Успех описанного протокола, изложенной здесь зависит от ишемии миокарда, как наиболее острой фазы протокола. Правильное расположение баллона дистальнее второй диагональной ветви ПМЖВ имеет решающее значение для достижения адекватного размера инфаркта в то время как обеспечение высокого выживаемость. На основе этой модели М. И., скорость ~ смертности 15% наблюдался, в то время как обширные середине и верхушечные сегменты передней, септальной и инфериили стены инфаркта, как видно на CMR и окрашивания ТТС (фиг.2А и 2В). Продолжительность ишемии может быть адаптирована в соответствии с желаемым размером инфаркта. Хотя мы использовали ландрас свиней в данном протоколе, карликовых свиней (т.е. Геттинген карликовых свиней), как правило, требуют более длительного продолжительности ишемии миокарда (например, 150 мин окклюзии).
Анализ результат в доклинических и клинических исследований ИМ часто основывается на ФВ ЛЖ. Хотя ниже ФВ ЛЖ была прочно ассоциируется с повышенным риском для сердечно-сосудистой смертности, она остается зависимой от гемодинамических параметров, таких как преднагрузки 9. Можно утверждать, что, учитывая, что в среднем только 10-15% от РН инфаркта, несколько концептуальные и практические ограничения, связанные с ФВ ЛЖ будучи глобальной мерой систолической функции ЛЖ, а не отражает местную улучшение 10. Таким образом, предлагаемые меры исхода, используемого в этой модели пролить свет на различные аспекты М.И. и пост-MI ремоделирования тем самым обеспечивая следователи средства для точной оценки эффективности новых методов лечения на нескольких уровнях.
Для оптимизации перевод от доклинических моделях в клинической практике, мы выбираем с использованием больших свиней вместо карликовых свиней. Гемодинамические измерения, лекарства дозы и хирургические устройства могут быть легко обмениваться с клинической практике. По сравнению с карликовых свиней, большие свиньи получить относительно большой вес. Это может привести к проблема в долгосрочной перспективе следить, в отношении сопоставимости серийных результатов. Женский Dalland ландрас свиней весят приблизительно 70 кг в возрасте 6 месяцев. Для предотвращения обильные увеличение веса во время последующего периода, животные содержатся на ограниченной диеты. Свиньи получать 750 г на заказ еды низкокалорийного (содержащее: белки 15,6%, жиры 2,0%, волокна 14,8%, пепел 8.8%, кальций 0,9%, фосфор 0,57%, магний 0,29% и калий 0,18%), два раза в день и получить около 10 кг веса в течение 4 недель.
e_content "> Макколл и его коллеги ранее опубликовал аналогичный протокол для инфаркта миокарда у свиней 11. значительное совпадение существует между этим протоколом и их, подчеркивая предпочтение ЛАД, а не левой огибающей артерии (LCX) или правой коронарной артерии (RCA ). По нашему опыту, существует меньшая степень размера инфаркта от общего левого желудочка с помощью LCX в то время как RCA миокарда сопровождается повышенной вероятностью нежелательных нарушения проводимости (т.е. дисфункции синусового узла, AV-узла дисфункции). Одно из различий между два протокола относится к применению повышенного торможения фармакологической тромбоцитов в этом протоколе, как мы видели более высокие темпы не-оплавления на основе тромбообразования в результате 90 мин гемостаза в закупоренной коронарной артерии. Это наблюдение согласуется с Известно, гиперкоагуляция наблюдается у свиней 12. Несмотря на то, Макколл предложил использовать единый, высокие дозы, болюс гепарина, Тхис Протокол основан на использовании гепарина в нескольких более низких дозах распространяются по всему операции, чтобы минимизировать тромботических осложнений.Таким образом, мы представляем свиной MI модель, которая позволяет исследователям использовать эффективной, воспроизводимым и, прежде всего практической большой животной модели заболевания человека для изучения новых терапевтических качестве важного шага на пути к первой-в-человека клинических испытаний.
Эта работа была поддержана HGG Group BV (SK), "Wijnand М. Пон Stichting" (SC, SK). Это исследование является частью проекта P1.04 SmartCare в биомедицинских материалов института, cofunded голландским Министерством экономики, сельского хозяйства и инноваций (SJL, JG). Все авторы сообщают, что у них нет никаких отношений раскрывать.
Сес Verlaan, Джойс Виссер, Merel Schurink, и Грейс Крофт любезно признал за отличную техническую помощь в проведении экспериментов на животных.
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
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены