Name: myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs
Uploaded: 2014-04-25T13:45:00
Duration: 12 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs at JoVE.com

Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink, och Grace Croft vänligen erkänt för sin utmärkta teknisk hjälp med djurförsök.

Alla in vivo-experiment utfördes i enlighet med handledningen för skötsel och användning av försöksdjur som utarbetats av Institute of Laboratory Animal Resources. Experiment har godkänts av den lokala djurförsökskommittén. 1. Medicinering, Anestesi, venkateter, och Intubation <ol><li> Medicinering och anestesi <ol><li> Premedicinering <ol><li> Starta amiodaron 150 mg / kg 10 dagar före operation för att förhindra arytmier. Fortsätt amiodaron i en dos på 100 mg / kg från dagen för förfarandet fram till dag 28. Reducera dosen till 50 mg / kg på dag 29 och fortsätter fram till slutet av studien. </li><li> Starta trombocythämmande behandling, 1 mg / kg clopidogrel från dag 3 före operation och 4,5 mg / kg acetylsalicylsyra 1 dag innan operationen. Fortsätt klopidogrel 1 mg / kg per dag och acetylsalicylsyra 80 mg / dag. </li><li> Starta smärts 1 dag före operation av fentanylplåster, 25mikrogram / timme till 70 kg ~ grisar. Fortsätta att använda fentanylplåster för 24 timmar postoperativt för att säkerställa adekvat smärts. Även daglig bildskärm för tecken på förmodad obehag (dvs. beteende, andning, gång, mobilitet, etc.) för att öka smärtstillande. </li><li> Snabb djuret under 12 tim, bibehålla obegränsad tillgång till vatten. </li></ol></li><li> Anestesi <ol><li> För att undvika onödig stress och obehag, söva grisen i sin stabila genom intramuskulär injektion av en blandning av midazolam 0,4 mg / kg, ketamin 10 mg / kg, och atropin 0.014 mg / kg. </li><li> Skaffa venkateter genom kanyle örvenen med en 18 G iv kanyl. Inducera anestesi genom intravenös administrering av 5 mg / kg sodiumthiopental och ge 1000/100 mg amoxicillin / klavulansyra för att förhindra infektioner. Grisen erhåller 1000/100 mg amoxicillin / klavulansyra dagen efter operationen såsom antibiotikabehandling. </li><li> Intuberas gris med hjälp av en endotracheal rör (storlek 8.5 för svin som väger cirka 70 kg). Vid behov utför ballong-ventilation med en frekvens på 12/min och transportera grisen till operationssalen. </li><li> Vid ankomst till operationssalen, omedelbart börja mekanisk kontrollerad ventilation med FiO 2 0,50, 10 ml / kg tidalvolym, och en frekvens på 12/min enlighet fortsätter kapnografi. </li><li> Starta balanserad anestesi genom fortsatt intravenös infusion av en kombination av midazolam 0,5 mg / kg / timme, sufentanil 2,5 mikrogram / kg / timme och pankuroniumbromid 0,1 mg / kg / tim. Under hela verksamheten, kontinuerligt övervaka EKG, blodtryck, temperatur och kapnografi att mäta djupet av anestesi. Till exempel, om en sinustakykardi är närvarande, kontrollera om smärtstillande och / eller anestesi är tillräckliga. </li><li> Infundera 4,3 mg / kg av amiodaron i 500 ml Venofundin 6% intravenöst. </li><li> Övervaka hjärtrytmen med en 5 leder EKG. </li><li> Raka och rengör hals och hind limb område. </li><li> Sätt in en Foley kateter. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Transthoracic Ekokardiografi <ol><li> Placera djuret i den högra laterala positionen. I lantrassvin såsom Dalland grisar, kan endast parasternal vyer (lång och kort axel) erhållas. På grund av formen på bröstkorgen, är apikala vy förvärv inte genomförbart. </li><li> Orient och få parasternal långa axeln uppfattning i 2D (B-läge). Bestäm LV dimensioner i slutet diastole och slut systole i M-mode. </li><li> Rotera eko sonden 90 ° medurs, samtidigt som dess parasternal läge att förvärva LV korta vyer axel på nivåerna av mitralisklaffen, papillarmuskeln och spets. Den korta axeln vy av papillär muskel och spetsen kan kräva placering av ekot sonden en eller två interkostal utrymmen lägre relativa till positionen för mitralventilen korta axeln vy. </li></ol> 3. Kirurgisk Förberedelser och vaskulär access <ol><li> Disinfect de kirurgiska områden med jod 2% och använder sterila operationsdukar för att täcka icke-sterila delar av grisen. </li><li> Gör en medial incision i halsen. Passera linea alba att minimera muskelskador och rakt på sak närma karotidartären och den inre halsvenen intill luftstrupen. </li><li> Försiktigt isolera halspulsådern och inre halsvenen. Se till vagusnerven är oskadad. Placera Vicryl 2-0 suturer runt båda fartygen att få fartygsstyr. Uppnå arteriell tillgång kanyle den inre halspulsådern med en 8F slida använder Seldingerteknik. Fäst fodralet till artären, se till att artären är inte helt tilltäppt av suturen. Venös tillgång kan förvärvas genom kanyle halsvenen med en 9F mantel också använda Seldingerteknik. Innan fästa slidan se venen ligeras. Alternativt kan den femorala artären även användas för arteriell åtkomst. </li><li> Administrera 100 IE / kg heparin omedelbart efter isättning av mantelhs som hämmar blodproppar bildas. </li><li> För en stabil och konstant mätning artärtryck, kanylera en av de mindre artärerna i ett av bakbenen genom att göra ett litet snitt över artären. Artären finns precis under huden, kan pulse kännas genom huden. Isolera artär från dess omgivande vävnad. Placera 2 Vicryl 2-0 suturer runt fartyget, 1 proximala och 1 distalt. Ligera den distala sidan och sätt in en 18 G iv kanyl och säkra tätt ansluta trycket. </li></ol> 4. Invasivt tryck Volym Slinganalys <ol><li> Sätt i en Swann-Ganz kateter (SG) via den tidigare placerade skidan på den inre halsvenen. </li><li> Anslut en hjärtminutvolym-enheten till den del av SG som kulminerar i de proximala lumen. </li><li> Injicera 5 ml 0,9% koksaltlösning i de proximala lumen i SG och mäta hjärtminutvolym; Upprepa detta tre gånger och i genomsnitt index. </li><li> Kalibrera solcellsystem genom användning av den tidigarebestäms hjärtminutvolym. </li><li> Sätt i 7F konduktans kateter via halspulsådern i vänster kammare i röntgengenomlysning. </li><li> Markera det största segmentet finns i LV för volymmätningar och utför en baslinje skanna i apné. </li><li> Efter volym kalibreringen är klar, rekord 10-15 slår i apné. </li><li> Avlägsna SG och placera en ballongkateter i sämre caval venen på nivån för membranet under fluoroskopisk vägledning. </li><li> Utför förspänning minskning genom att blåsa upp ballongen i apné och registrera motsvarande PV-loopar. </li></ol> 5. Intrakoronar Tryck-och flödesmätning <ol><li> Utspädd nitroglycerin i en koncentration av 100 | ig / ml och späd adenosin i en koncentration av 30 pg / ml. </li><li> Placera en 8F styrkateter i öppningen hos den vänstra kransartären. </li><li> Placera det kombinerade tryck / flöde tråden i den proximala delen av den vänstra krans Artery. </li><li> Administrera 200 | ig av nitroglycerin intrakoronar och normalisera den distala tryck (Pd), mätt genom viran, med det arteriella trycket. </li><li> Lägg kabeln i mitten av en del av den vänstra främre nedåtgående artären (LAD). </li><li> Börja mäta baseline tryck och flöde. Framkalla hyperemia genom administrering av 60 mikrogram av adenosin intrakoronar, spola med 2 ml koksaltlösning och mät hyperemic tryck och flöde. Vänta på flödet för att återställa till utgångsvärdena. Upprepa mätningen två gånger. </li><li> Ingjuta ytterligare 200 mikrogram nitroglycerin intrakoronar och upprepa steg 1,6 och 1,7 för den vänstra cirkumflex kranskärl. </li></ol> 6. Induktion av MI <ol><li> Placera intrakardiell defibrillering kateter i den högra ventrikeln med användning av den venösa mantel. De distala elektroderna bör vara i spetsen av ventrikeln, de proximala elektroder i förmaket och / eller överlägsen caval ven. Anslut katetern till defibrillatorn och ställ in den på 50J. </li><li> Mät diametern på LAD distalt från den andra diagonalen (D2) i AP och LAO 30 ° vy. </li><li> Välj en angioplastik ballong med en diameter i enlighet med diametern hos LAD distalt från D2 (figur 1). </li><li> Placera en ledare genom styrkatetern distalt i LAD. </li><li> För fram ballongkateter över styrtråden. Placera ballongen distalt från D2. </li><li> Administrera 30 IE / kg heparin. </li><li> Fyll ballongen förrän trycket motsvarar den högra diametern av LAD. </li><li> Kontrollera total ocklusion av LAD genom angiografi (Figur 1). </li><li> Täck den sterila arbetsfält och såret i nacken med sterila gardiner dukar. Befria bröstet från någon täckning för att göra den tillgänglig för bröstkompressioner eller transtorakal defibrillering. </li><li> Kontrollera trycket i ballongen under nästa 90 min och återställa trycket vid behov. </li><li> I fall av ventrikelflimmer:<ol><li> Omedelbart börja bröstkompressioner med en frekvens på 100/min. </li><li> Administrera 300 mg amiodaron intravenöst som en snabb bolusdos (~ 1 min). </li><li> Starta intrakardiellt defibrillering, ge stötar av 50 J. </li><li> Efter fem misslyckade stötar, starta bröstkompressioner. Ändra intrakardiellt defibrillering till transtorakal defibrillering och stöt med 150 J. Vid misslyckad stöt, ändra till 200 J. </li><li> Om det behövs, administrera ytterligare en dos av 150 mg Amiodaron och / eller 1 mg adrenalin. Upprepa adrenalin två gånger med intervaller på 3-5 min, vid behov. </li><li> Fortsätt bröstkompressioner, varvat med transtorakal defibrillering </li></ol></li></ol> Efterbehandling det kirurgiska ingreppet (för Long Term uppföljning) <ol><li> Efter 90 min check med angiografi om LAD fortfarande helt blockerad. </li><li> Administrera ytterligare 30 IE / kg heparin och tömma ballongen. Kontrollera om reperfusion. Ta bort den tömda ballongen med guidning kateter från halspulsådern slida. </li><li> Ta försiktigt bort arteriell slida och klämma halspulsådern omedelbart med en anastomos klämman (Figur 1). Användning fortsätter stygn (6-0 Prolene) för att stänga halspulsådern. Ta bort klämman och kontrollera läckage. </li><li> Ta bort den interna defibrillering katetern och ta bort manteln från den inre halsvenen. Ligera proximala av manteln posten. </li><li> Stäng huden och huden på halsen i två lager med hjälp av 2-0 Vicryl. </li></ol> 7. Hjärt magnetisk resonanstomografi <ol><li> Placera djuret på MR bordet med huvudet först i ryggläge under kontinuerlig anestesi. </li><li> Placera en dedikerad faskopplade hjärt spole över bröstet av djuret. </li><li> För bildplanering få scout bilder i kort axel och två kammare långa axel åsikter. </li><li> Förvärva EKG-gated steady-state free precession (SSFP) cine av kort axel (från toppen till botten av LV) och två chamber visningar lång axel. </li><li> Sen gadolinium förbättring (LGE) kan förvärvas med hjälp av en inversion återhämtning 3D-turbo-gradient-eko-teknik 15 min efter dubbel dos iv bolusinjektion av ett gadolinium baserat kontrastmedel. </li><li> Utför offline analys med validerad programvara för funktionella parametrar. Bedöma vänsterkammarens ejektionsfraktion (LVEF), LV massa, slutet diastoliska volymen, slutslagvolym, slagvolym, hjärtminutvolym, och ärr massa. </li></ol> 8. Slut på Studie-och infarktstorlek <ol><li> Vid slutet av studien, följer protokoll 1-5 och 7 för att förvärva uppföljningsmätningar. </li><li> Gör en median 30-40 cm snitt från strax under halsgropen till en punkt strax under xiphoid processen. Framåt genom linea alba ner till bröstbenet. Dela xiphoid och använda Klinken sax för att separera den bakre bröstbenet från hjärtsäcken med försiktighet. Efter att ha använt saxen rent ut att fortsätta ytterligare separation. Utför en sternotomi by t ex med hjälp av en hammare och Lebsch kniv. Benmärg blödning minimeras genom att gnugga benvax på märg. Öppna bröstkorgen med ett bröstben upprullningsdon. </li><li> Skriv in den 3: e pleural utrymme och lokalisera sämre caval ven i mediastinum. </li><li> Humant sätt avliva djuret genom att skära den sämre caval ven i djup anestesi. Ta bort blodet med en suganordning. Placera en 9 V batteri på toppen för att framkalla kammarflimmer. </li><li> Efter excision av hjärtat, skär de högra och vänstra ventrikeln in i fem skivor från basen till spetsen och inkuberades i 1% trifenyl-tetrazoliumklorid upplöst i 0,9% saltlösning vid 37 ° C under 15 min. Nästa, tvätta skivorna i 0,9% saltlösning och fotografera skivorna från båda sidor. </li></ol>

<ol>
	<li>Roger, V. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+disease+and+stroke+statistics-2012+update:+a+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics-2012 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 125 (1), (2012).</li><li>Mosterd, A., Hoes, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+epidemiology+of+heart+failure.">Clinical epidemiology of heart failure.</a> Heart. 93 (9), 1137-1146 (1136).</li><li>vander Spoel, T. I. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+relevance+of+pre-clinical+studies+in+stem+cell+therapy:+systematic+review+and+meta-analysis+of+large+animal+models+of+ischaemic+heart+disease.">Human relevance of pre-clinical studies in stem cell therapy: systematic review and meta-analysis of large animal models of ischaemic heart disease.</a> Cardiovasc. Res. 91 (4), 649-658 (2011).</li><li>Crick, S., Sheppard, M., Ho, S., Gebstein, L., Anderson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomy+of+the+pig+heart+:+comparisons+with+normal+human+cardiac+structure.">Anatomy of the pig heart : comparisons with normal human cardiac structure.</a> J. Anat. 193 (1), 105-119 (1998).</li><li>Stubhan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+cardiovascular+and+ECG+parameters+in+the+normal,+freely+moving+G&#246;ttingen+Minipig.">Evaluation of cardiovascular and ECG parameters in the normal, freely moving G&#246;ttingen Minipig.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 57 (3), 202-211 (2008).</li><li>Heusch, G., Skyschally, A., Schulz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+in-situ+pig+heart+with+regional+ischemia/reperfusion+-+ready+for+translation.">The in-situ pig heart with regional ischemia/reperfusion - ready for translation.</a> J. Mol. Cell Cardiol. 50 (6), 951-963 (2011).</li><li>Skyschally, A., van Caster, P., Iliodromitis, E. K., Schulz, R., Kremastinos, D. T., Heusch, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemic+postconditioning:+experimental+models+and+protocol+algorithms.">Ischemic postconditioning: experimental models and protocol algorithms.</a> Basic Res Cardiol. 104 (5), 469-483 (2009).</li><li>Iekushi, K., Seeger, F., Assmus, B., Zeiher, A. M., Dimmeler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+cardiac+microRNAs+by+bone+marrow+mononuclear+cell+therapy+in+myocardial+infarction.">Regulation of cardiac microRNAs by bone marrow mononuclear cell therapy in myocardial infarction.</a> Circulation. 125 (14), 1765-1773 (2012).</li><li>Sijbesma, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+polymers+formed+from+self-complementary+monomers+using+quadruple+hydrogen+bonding.">Reversible polymers formed from self-complementary monomers using quadruple hydrogen bonding.</a> Science. 278 (5343), 1601-1604 (1997).</li><li>van Slochteren, F. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+measurement+techniques+of+regional+myocardial+function+to+assess+the+effects+of+cardiac+regenerative+therapy+in+different+models+of+ischaemic+cardiomyopathy.">Advanced measurement techniques of regional myocardial function to assess the effects of cardiac regenerative therapy in different models of ischaemic cardiomyopathy.</a> Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging. 13 (10), 808-818 (2012).</li><li>McCall, F. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+infarction+and+intramyocardial+injection+models+in+swine.">Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine.</a> Nature Protoc. 8 (7), 1479-1496 (2012).</li><li>Roussi, J., Andre, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Platelet+functions+and+haemostasis+parameters+in+pigs:+absence+of+side+effects+of+a+procedure+of+general+anaesthesia.">Platelet functions and haemostasis parameters in pigs: absence of side effects of a procedure of general anaesthesia.</a> Thromb Res. 81 (3), 297-305 (1996).</li></ol>

Detta arbete stöddes av HGG Group BV (SK), den &quot;Wijnand M. Pon Stichting&quot; (SC, SK). Denna forskning är en del av projektet P1.04 Smartcare för biomedicinska material institutet, samfinansierat av det nederländska ekonomiministeriet, jordbruk och innovation (SJL, JG). Samtliga författare har rapporterat att de inte har några relationer att lämna ut.

Intrakoronar ballong ocklusion av LAD ger en reproducerbar och konsekvent preklinisk MI modell grisar som kan användas för att undersöka säkerheten och effektiviteten av nya kardiovaskulära terapier som nära efterliknar människo situationen. Såsom visas i fig 5 åstadkommer fram ischemi / reperfusion infarkt modell den plattform som kan anpassas ytterligare för att undersöka olika faserna av Ml och post-MI remodellering medan den initiala ischemi / reperfusionsskada är identisk för båda. Framgången för den beskrivna protokoll som beskrivs här är beroende av myokardischemi som den mest kritiska fasen i det protokollet. Korrekt placering av ballongen distala till den andra diagonala grenen av LAD är avgörande för att nå tillräcklig infarktstorlek och samtidigt säkerställa en hög överlevnad. Utifrån denna MI-modellen, har en ~ 15% dödlighet observerades, medan omfattande mitten och apikala delar av främre, septal och Inferieller väggar var infarkt som sett på CMR och TTC färgning (fig. 2A och 2B). Varaktigheten av ischemi kan skräddarsys i enlighet med önskad infarktstorlek. Även om vi har använt lantrassvin i detta protokoll, minigrisar (dvs. Göttingen minigrisar) kräver oftast längre löptider för myokardischemi (t.ex. 150 min ocklusion). Utfall analys av prekliniska och kliniska MI studier bygger ofta på LVEF. Trots lägre LVEF har varit fast i samband med ökad risk för kardiovaskulär dödlighet, är det fortfarande beroende av hemodynamical parametrar såsom förspänning 9. Förmodligen, med tanke på att i genomsnitt endast 10-15% av LV är infarkt flera begreppsmässiga och praktiska begränsningar är relaterade till LVEF vara en global mått på systolisk funktion snarare än avspeglar lokala förbättringar 10. Därför är de föreslagna åtgärderna för utfall som används i denna modell belysa olika aspekter av<html> MI och post-MI ombyggnad vilket ger utredarna möjlighet att noggrant utvärdera effekten av nya behandlingar på flera nivåer. För att optimera översättning från prekliniska modeller för klinisk praxis, vi väljer att använda stora grisar istället för minigrisar. Hemodynamiska mätningar, läkemedelsdoser och kirurgiska apparater kan enkelt bytas med klinisk praxis. Jämfört med minigrisar, stora grisar får relativt mycket vikt. Detta kan orsaka problem på lång sikt följa upp, med avseende på jämförbarhet serie resultat. Kvinnliga Dalland lantrassvin väger ca 70 kg vid en ålder av 6 månader. För att förhindra överflödande viktökning under uppföljningsperioden, är djur som hålls på en begränsad kost. Grisar erhålla 750 g av skräddarsydda låg kalori mat (innehållande: proteiner 15,6%, fett 2,0%, fibrer 14,8%, aska 8,8%, kalcium 0,9%, fosfor 0,57%, magnesium 0,29%, och kalium 0,18%) två gånger per dag och få ca 10 kg i vikt på 4 veckor. e_content &quot;&gt; McCall och medarbetare har tidigare publicerat ett liknande protokoll för hjärtinfarkt hos svin 11. Betydande överlappning existerar mellan detta protokoll och deras, betonar preferens för LAD snarare än den vänstra cirkumflex artären (LCX) eller höger kranskärl (RCA ). Enligt vår erfarenhet finns det en mindre omfattning av infarktstorlek i den totala vänster kammare med hjälp av LCX medan RCA infarkt åtföljs med större chans att oönskade ledningsstörningar (dvs. dysfunktion i sinusknutan, AV-nod dysfunktion). En skillnad mellan de två protokollen avser användningen av ökad farmakologisk platelethämning i detta protokoll, som vi har observerat högre no-reflow baserade på trombbildning till följd av 90 min för hemostas i tilltäppta kranskärl. finns Denna observation i linje med känd hyperkoagulerbarhet observerats hos svin 12. Även om McCall föreslog att använda en enda, hög dos, bolusdos av heparin, this protokoll förlitar sig på användningen av heparin i multipel lägre doser spridda över hela operationen att minimera trombotiska komplikationer. Sammanfattningsvis presenterar vi ett svin MI-modell som gör det möjligt för forskare att använda sig av ett effektivt, reproducerbar och framför allt praktisk stora djurmodell för mänsklig sjukdom för att studera nya läkemedel som ett viktigt steg mot ett första-i-man klinisk prövning.

Akut hjärtinfarkt (AMI) och dess långsiktiga följdsjukdomar såsom kronisk hjärtsvikt (CHF) djupt påverka patient prognos och livskvalitet, än mindre de begränsningar höga kostnader som ställs på våra tillgängliga sjukvårdsresurser 1. Förekomsten av CHF i västvärlden uppskattas till 1-2%, varav ~ 60% av fallen är en följd av AMI som primär orsak 2. Enbart i USA, cirka 5,7 miljoner patienter lider av CHF står för cirka 30 miljarder dollar i årliga sjukvårdskostnader under 2008, med en förutspådde tre exemplar av kostnaderna stiger till 97 miljarder kronor per år 2030 1. Sammantaget ger dessa siffror gör ett starkt argument för att utveckling av nya cardioregenerative behandlingar som, för snabb översättning, förlitar sig på ett reproducerbart och tillförlitligt stort djur hjärtinfarkt modell som exakt efterliknar människo scenariot. Svin (Sus scrofa) används alltmer i hjärtlar forskning för farmakologiska och toxikologiska tester 3. En av de egenskaper som är ansvariga för denna framgång som en translationell forskning verktyg är deras likhet i hjärtfunktion och anatomi med det mänskliga hjärtat 4,5. Till exempel, gris hjärta-till-kroppsvikt förhållande, hjärtstorlek och kranskärlsanatomi distribution har alla visat sig vara anmärkningsvärt liknande MAN 4. Dessutom har cardiomyocyte ämnesomsättning, elektrofysiologiska egenskaper och svar på en ischemisk förolämpning såsom AMI rapporterats visar höga nivåer av överenskommelse med den mänskliga situationen 6,7. I slutändan, för att uppfylla de ovan beskrivna kriterierna, ett standardiserat MI-protokoll som ger robust och hållbart MI för testning av prövnings nya läkemedel (IND) behövs. Här presenterar vi en så standardiserad modell som använder en 90 min slutna bröstet koronar ballong ocklusion av vänster främre nedstigande artär (LAD) följt av reperfusion, vilket skapar reproducerbar hjärtinfarkt ifarction täcker anteroapical, septal och inferoseptal väggarna i vänster kammare.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="726">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">0.9% Saline</td>
			<td style="width:224px;">Braun</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">6-0 Prolene</td>
			<td style="width:224px;">Ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Acetylsalicylic acid</td>
			<td style="width:224px;">80 mg (Ratiopharm)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Adenosine</td>
			<td style="width:224px;">3mg/ml apotheek UMCU</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">AdVantage PV loop system</td>
			<td style="width:224px;">Transonic Scisence</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:216px;">Amiodarone</td>
			<td style="width:224px;">Cordarone I.V. (Sanofi)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:224px;">Amiodaron HCl (PCH)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Amoxicilline/ clavulaanzuur</td>
			<td style="width:224px;">500/50mg (Sandoz)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Atropinesulfaat</td>
			<td style="width:224px;">0,5 mg/ml (PCH)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Bone Marrow Wax</td>
			<td style="width:224px;">Syneture</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Cardiac Defibrillator</td>
			<td style="width:224px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Clopidogrel</td>
			<td style="width:224px;">Clopidrogel 75A (Apothecon B.V.)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Contrast agent</td>
			<td style="width:224px;">Telebrix</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Endotracheal tube</td>
			<td style="width:224px;">Covidien</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Fentanyl patch</td>
			<td style="width:224px;">Durogesic&#174; 25 mcg/h (Janssen-Cilag)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Fogarty catheter</td>
			<td style="width:224px;">Edwards Lifesciences</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Gadolinium</td>
			<td style="width:224px;">Gadovist</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Guidewire</td>
			<td style="width:224px;">Abbott</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Heparin</td>
			<td style="width:224px;">Leo</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">I.V. cannula</td>
			<td style="width:224px;">Abbocath&#174; (Hospira venisystems)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Iodine</td>
			<td style="width:224px;">Jodiumtictuur 2% (Eurovet)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Ketamine</td>
			<td style="width:224px;">Narketan&#174; 10 V&#233;toquinol</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Midazolam</td>
			<td style="width:224px;">5mg/ml (Actavis)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Nitroglycerin</td>
			<td style="width:224px;">1mg/ml Pohl Boskamp</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Pancuronium bromide</td>
			<td style="width:224px;">2mg/ml</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Seldinger vascular sheath 8F</td>
			<td style="width:224px;">Arrow</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Sufentanil&#160;</td>
			<td style="width:224px;">50 mcg/ml (Sufentanil-hameln)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Swann-Ganz catheter</td>
			<td style="width:224px;">Criticath ref 680078 (Argon)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Synolux</td>
			<td style="width:224px;">250 mg (Pfizer)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Tetra-polar catheter</td>
			<td style="width:224px;">Transonic Scisence</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Thiopental</td>
			<td style="width:224px;">0,5 g (Inresa)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Triphenyl-tetrazolium chloride</td>
			<td style="width:224px;">Merck</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Venofundin</td>
			<td style="width:224px;">Braun</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Vicryl 2-0</td>
			<td style="width:224px;">Ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Volcano ComboMap system</td>
			<td style="width:224px;">Volcano</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs

Införande av nyupptäckta hjärt-terapi i första-i-människa försök beror på en strikt reglerad etisk och juridisk färdplan. En viktig förutsättning är en god förståelse för alla säkerhets-och effektivitetsaspekter som erhållits i en stor djurmodell som giltigt spegla den mänskliga scenario av hjärtinfarkt (MI). Grisar i stor omfattning i detta avseende eftersom deras hjärt storlek, hemodynamik, och koronar anatomi är nära den för människor. Här presenterar vi ett effektivt protokoll för att använda den porcina MI modell med användning av en sluten bröstkorg koronarballong ocklusion av den vänstra främre nedåtgående artären (LAD) följt av reperfusion. Detta synsätt bygger på 90 min av myokardischemi, förmå stora vänster kammare infarkt av den främre, septal och inferoseptal väggar. Dessutom presenterar vi protokoll för olika mått på resultat som ger ett brett utbud av information på hjärtat, till exempel hjärt-systoliska och diastoliska funktion, hemodynamics, koronarflödeshastighet, mikrovaskulära motstånd, och infarktstorlek. Detta protokoll kan enkelt skräddarsys för att uppfylla studera specifika krav för validering av nya cardioregenerative biologiska läkemedel i olika stadier (dvs. direkt efter akut ischemisk förolämpning, i inställningen subakuta eller ens i den kroniska MI gång ärrbildning har slutförts). Denna modell ger därför ett användbart translationell verktyg för att studera MI, efterföljande negativa ombyggnad, och potentialen för nya cardioregenerative agenter.

Dödlighet och infarktstorlek I vårt center, av 32 grisar (Female Dalland Landrace, 6 månader gammal, ~ 70 kg) som utsattes för denna MI-protokoll, fem (15,6%) dog på grund av eldfast kammarflimmer under ischemi. Detta protokoll skapar en infarkt som omfattar ca 10-15% av den vänstra kammaren, som ligger i anteroseptal, septal och inferoseptal väggar (Figur 2A). Om serie icke-invasiv bedömning av infarktstorleken är befogat, kan sen gadolinium förbättring (LGE) på CMR användas för att följa icke-livsdugliga infarktområdet över tid (Figur 2B). Hjärtfunktionen och ombyggnad Fyra veckor efter MI, bör globala och regionala parametrar som speglar hjärtfunktionen minskas jämfört med friska utgångsvärden. Specifikt bör LV ejektionsfraktion (LVEF) minska till ungefär ~ 35-45% fyra veckor efter MI. Förutom globala systolisk funktion,flera parametrar som speglar efter MI negativa remodeling kan också mätas, till exempel LV morfologi och diametrar använder CMR och ekokardiografi (fig. 3A och 3B). Fyra veckor efter hjärtinfarkt, en ökning av slutdiastoliska volym (EDV) som ett tecken på negativ remodeling kan förväntas (figurerna 3A och 3B). Coronary flödes-och tryckparametrar Angiogenes och bildande av nya kapillärer betraktas ofta som viktiga behandlingsmål i ischemisk hjärtsjukdom 8. Bedömning av mikrovaskulär resistans kan indirekt baserat på den kombinerade mätningen av intrakoronar tryck och flödeshastighet. Representativa tryck-och flödesmätning hastighet under normala förhållanden och maximal hyperemia visas i figur 4. Fyra veckor efter MI bör hyperemic mikrovaskulära motståndet ökas i infarktrelaterad koronarartären (LAD) jämförttill utgångsläget 8. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig1.jpg" /> . Figur 1 MI modell baserad på LAD ballong ocklusion (A) Standard kirurgisk utrustning med:. 1) handduk klämmor; 2) myggor; 3) dissekera pincett; 4) rund behållare; 5) nål hållare (fin och grov); 6) Klinken scissor; 7) dissekera sax (rak och svängd); 9) pincett (De-Bakey, fin och grov); 10) slangklämma; 11) anastomos clamp; 12) gasbindor; 13) elektro penna; 14) skalpell hållare; 15) Dreesman (sug); 16) upprullningsdon; 17) lamphållare. (B) Vänster främre sned röntgen bild av LAD och LCX. (C) Efter att visualisera den andra diagonala grenen, placera de två röntgentäta markörer (se infällda, svarta pilspetsar) i ballongen strax distalt i D2. Inflate och att säkerställa att den koronara blodflödet framgångsrikt blockerats av kontrastinjektion (se asterisk). Intrakardiell defibrillator bly kan ses i den högra ventrikeln (se vit pilspets). LAD betecknar vänster främre fallande artär; LCX markerar vänstra cirkumflex artären; LAO betecknar vänstra främre sned uppfattning; AP betecknar anterior posterior vy; D1 betecknar första diagonal gren; D2 betecknar andra diagonal gren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig1highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild.</a> <img alt="Figur 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig2.jpg" /> Figur 2. Infarktstorlek efter MI. (A) 90 min ballong ocklusion av LAD leder till omfattande myocardial skador och ärrbildning (vit färg), visualiseras genom TTC färgning på 1 månad följer upp.(B) Schematisk infarktfördelning visar att infarkten är belägen i den främre, anteroseptal och inferoseptal segment av hjärtat. (C, D) Kort och lång axel sen gadolinium förbättrade CMR bilder visar den omfattande infarkt ärr (vit signal, se svarta pilspetsar) lokaliserad i den främre, anteroseptal och inferoseptal delar av hjärtat. LGE-CMR betecknar sen gadolinium förbättrad hjärt-magnetisk resonans. Skala bar betecknar 3 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig2highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild.</a> <img alt="Figur 3" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig3highres.jpg" width="400" /> Figur 3. Bedömning av hjärtfunktionen i ischemiska MI-modeller. (A) representant CMR cine-slinga bilder vid slutet diastole och slut systole visar funktionsnedsättning av infARCT ärr segment. (B) M-Mode bild av 2D parasternal långa axeln med ekokardiografi, visar LV dilatation (ökning LVIDD) 1 månad efter MI, liksom funktionsnedsättning (frånvaro av septal förtjockning). EDV betecknar slutet diastoliska volymen; ESV betecknar slutet slagvolym; LVIDD betecknar vänsterkammar inre diameter vid diastole och LVIDs betecknar vänsterkammar inre diameter vid systole. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig3highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild.</a> <img alt="Figur 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig4.jpg" /> Figur 4. Intrakoronar tryck och flödeshastighet härledda parametrar. Intrakoronar tryck och flödeshastighet inspelningar med hjälp av Combowire visar (A) referensvärden före MI med hög response till hyperemia (svart pilspets). (B) 1 månad efter MI, infarktrelaterad artär (LAD) har en minskad hyperemic svar i koronarflödeshastighet (svarta pilspetsar). Som ett resultat av tryck-och flödeshastighet härledda parametrar (HMR) eller flödeshastighet reserv (CFR) har minskat jämfört med baslinjen. bAPV betecknar basal genomsnittliga topphastighet; pAPV betecknar topp genomsnittliga topphastigheten; CFR betecknar koronar flödesreserv; HMR betecknar hyperemic mikrovaskulära motstånd. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig4highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild.</a> <img alt="Figur 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig5.jpg" /> Figur 5. Översikt av olika studiedesigner. (A) Schematisk bild av flera möjliga studiedesign för att validera prövnings nya läkemedel(INDs) i olika stadier av MI använder denna LAD MI gris modell. Beroende på den valda fasen av MI som är under utredning, kan utföras strax före behandlingstilldelning som utgångsvärdet och bedömning av riskområdet funktionell analys. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig5highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs at JoVE.com

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Detta protokoll beskriver den porcina hjärtinfarkt (MI)-modell med användning av en 90 min slutna bröstet koronarballong ocklusion av den vänstra främre nedåtgående artären (LAD) följt av reperfusion. Dessutom protokollet för flera utfallsparametrar, såsom hjärtfunktion, hemodynamik, mikrovaskulära motstånd, och infarktstorlek, också presenteras.

Hjärtinfarkt och bedömning Funktionell Utfall i Grisar

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Acute Myocardial Infarction in Rats

Akut hjärtinfarkt hos råttor

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Induction of Myocardial Infarction in Adult Zebrafish Using Cryoinjury

Induktion av hjärtinfarkt hos vuxna Zebrafish Använda Cryoinjury

The mammalian heart is incapable of significant regeneration following an acute injury such as myocardial infarction1. By contrast, urodele amphibians and ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

Minimal Invasive Surgical Procedure of Inducing Myocardial Infarction in Mice

Minimal invasiv kirurgisk procedur att inducera hjärtinfarkt hos möss

Myocardial infarction still remains the main cause of death in western countries, despite considerable progress in the stent development area in the last ...

Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction

Primära effektvariabeln i en grismodell av akut hjärtinfarkt

Mortality after acute myocardial infarction remains substantial and is associated with significant morbidity, like heart failure. Novel therapeutics are ...

Myocardial Infarction in Neonatal Mice, A Model of Cardiac Regeneration

Hjärtinfarkt i neonatala möss, en modell av Cardiac Regeneration

Myocardial infarction induced by coronary artery ligation has been used in many animal models as a tool to study the mechanisms of cardiac repair and ...

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Realtid tryck-volym analys av akut hjärtinfarkt hos möss

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...

Digital PCR for Quantifying Circulating MicroRNAs in Acute Myocardial Infarction and Cardiovascular Disease

Digital PCR för kvantifiering av cirkulerande mikroRNA i akut hjärtinfarkt och hjärt-kärlsjukdom

Circulating serum microRNAs (miRNAs) have shown promise as biomarkers for the cardiovascular disease and acute myocardial infarction (AMI), being released ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

En Kryoskademodell för att studera hjärtinfarkt i mus

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...

Semi-Minimal Invasive Method to Induce Myocardial Infarction in Rats and the Assessment of Cardiac Function by an Isolated Working Heart System

Semi-Minimal invasiv metod för att inducera hjärtinfarkt hos råttor och bedömning av hjärtfunktionen av en isolerad working heart system

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily ...