Name: tachycardia-induced cardiomyopathy as a chronic heart failure model in swine
Uploaded: 2018-02-17T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tachycardia-Induced Cardiomyopathy As a Chronic Heart Failure Model in Swine at JoVE.com

Detta arbete stöds av Charles universitet forskningsanslag GA UK No. 538216 och GA UK No. 1114213.

Detta experimentellt protokoll har granskats och godkänts av den institutionella djur Expert Committee vid första fakulteten, Karlsuniversitetet, och utfördes på universitet experimentell laboratoriet, Institutionen för fysiologi, första fakulteten Medicin, Charles University i Prag, Tjeckien, i enlighet med lag nr 246/1992 Coll., om skydd av djur mot grymhet. Alla djur behandlades och vårdas enligt guiden för vård och användning av försöksdjur, 8: e upplagan, utgiven av National Academies Press, 2011. Alla f...

Kronisk HF är ett stort hälsoproblem som bidrar kraftigt till sjuklighet och dödlighet. Den patogenes och progression av HF i människor är komplexa, så en lämplig djurmodell är kritiska att undersöka de bakomliggande mekanismerna och testa nya behandlingar som syftar till att störa infödda svår sjukdomsutveckling. För att studera dess patogenes, används stora djurmodeller för experimentell provning.
I allmänhet efterlikna kirurgisk modeller av kronisk HF nära denna sjukdom. J?...

Mängden nya behandlingsmetoder för hjärtsvikt (HF), särskilt den ökande världsomspännande användningen av mekanisk cirkulatorisk stöder och extrakorporeal membransyresättning (ECMO) i klinisk praxis är speglar i prekliniska experimentella undersökningar. Fokus har varit på hemodynamiska förändringar orsakade av de granskade behandlingsformer, nämligen på systemiska blodtrycket1, hjärtkontraktilitet, tryck och volymförändringar i hjärtats kammare och hjärtat arbete2,3, arteriella blodflödet i systemisk och perifera artärer, tillsammans med metabol kompensation4 - regionala vävnad mättnad, pulmonell perfusion och blod gasar analys. Andra studier är inriktade på långtidseffekter av cirkulatorisk support5, samtidig inflammation eller förekomsten av hemolysis. Alla dessa typer av studier behöver en stabil biomodel av hjärtsvikt HF.
De flesta av de publicera experiment på vänster kammare (LV) prestanda och hemodynamiken av mekanisk cirkulatorisk support har utförts på experimentella modeller för akut HF2,6,7,8 , 9 , 10, eller ens på helt intakt hjärtan. Däremot, i klinisk praxis tillämpas mekanisk cirkulatorisk stöder ofta i status av cirkulatorisk dekompensation som utvecklar på grund av tidigare föreliggande kronisk hjärtsjukdom. I sådana situationer anpassning mekanismer är fullt utvecklade och kan spela viktiga roller i inkonsekvens av utfall enligt ”akuta eller kronicitet” av underliggande hjärtsjukdom11. Därför kan en stabil modell av kronisk HF erbjuder nya insikter i patofysiologiska mekanismer och hemodynamik. Även om det finns skäl till att användning av kronisk HF modeller är knappa - tidskrävande förberedelse, instabilitet i hjärtats rytm, etiska frågor och dödligheten - deras fördelarna är uppenbara, eftersom de erbjuder närvaro av långsiktiga neurohumoral aktiveringen, de allmänna systemisk anpassning, funktionella förändringar av hjärtmuskelceller och strukturella förändringar i hjärtat muskler och ventiler12,13.
I allmänhet tillgängligheten och mängd djurmodeller används för hemodynamiska studier är bred och erbjuder val för många specifika behov. För dessa experiment, mestadels svin, hund, får, eller med mindre inställningar murint håller modeller, valt och erbjudande en bra simulering av förväntade människans kroppsliga reaktioner14. Vidare blir former av enda organ experiment mer frekventa15. För att på ett tillförlitligt sätt efterlikna patofysiologin av HF, är cirkulationen vara artificiellt försämrats. Skada på hjärtat kan orsakas genom olika metoder, ofta av antingen ischemi, arytmi, trycket överbelastning eller kardiotoxiska effekter av droger, med någon av dessa leder till hemodynamisk försämring av modellen. För att producera en sann modell av kronisk HF, måste tid ges för att utveckla en långsiktig anpassning av hela organismen. Sådan tillförlitlig och stabil modell motsvaras väl av takykardi-inducerad kardiomyopati (TIC), som kan framställas genom snabb hjärt pacing i försöksdjur.
Det har visat att långvarig oupphörliga takyarytmier i predisponerade hjärtan, kan leda till systolisk dysfunktion och dilatation med minskad hjärtminutvolym. Villkoret kallad TIC var första beskrivs i 191316, ofta används i experiment sedan 196217, och nu är en välkänd sjukdom. Dess ursprung kan ligga i olika typer av arytmier - både supraventrikulär och ventrikulär takykardi kan leda till progressiv försämring av systolisk funktion, biventrikulär dilatation och progressiva kliniska tecken på HF inklusive ascites, edemas, letargi , och i slutändan hjärtinkompensation leder till terminal HF och, om den inte behandlas, döden.
Liknande effekter av cirkulatorisk undertryckande observerades av införandet av hög hjärt pacing i djurmodeller. I en svin modell, en förmaks- eller kammarflimmer hjärtfrekvens över 200 slag/minut är tillräckligt potenta för att inducera slutstadiet HF i en period av 3-5 veckor (progressiv fas) med egenskaper av TIC, men interindividuella skillnader existerar18, 19. dessa fynd motsvarar väl dekompenserad kardiomyopati, och är ännu viktigare, bevaras även efter upphörandet av pacing (kronisk fas)19,20,21,22, 23.
Svin, hund eller får TIC modeller var upprepade gånger beredda att studera patofysiologin av HF14, som ändringar i LV efterlikna vad som kännetecknar dilaterad kardiomyopati24. De hemodynamiska egenskaperna är väl beskrivna - ökad ventrikulär slutet-diastoliskt tryck, minskad cardiac output, ökad systemisk vaskulär resistens och dilatation av båda kamrarna. Däremot vägg hypertrofi observeras inte konsekvent och jämn vägg gallring beskrevs av vissa forskare25,26. Med progression av ventrikulära dimensioner framkallar uppstötningar på atrioventrikulärt ventiler26.
I den här publikationen presenterar vi ett protokoll för att producera en TIC genom långsiktiga snabbt hjärt pacing i svin. Denna biomodel representerar potenta medel att studera dekompenserad dilaterad kardiomyopati, hemodynamiken av progressiv kronisk HF med låg hjärtminutvolym och effekterna av tillämpad behandling.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="848">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Medication</td>
			<td style="width:176px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:283px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">midazolam</td>
			<td>Roche</td>
			<td>Dormicum</td>
			<td>anesthetic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ketamine hydrochloride</td>
			<td>Richter Gedeon</td>
			<td>Calypsol</td>
			<td>anesthetic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">propofol</td>
			<td>B.Braun</td>
			<td>Propofol</td>
			<td>anesthetic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">cefazolin</td>
			<td>Medochemie</td>
			<td>Azepo</td>
			<td>antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silver Aluminium Aerosol</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>9003273</td>
			<td>tincture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">povidone iodine</td>
			<td>Egis Praha</td>
			<td>Betadine</td>
			<td>disinfection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">morphine</td>
			<td>Biotika Bohemia</td>
			<td>Morphin 1% inj</td>
			<td>analgetic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tools</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td colspan="3" height="21" style="height:21px;">Metzenbaum scissors, lancet with #22 blade, DeBakey forceps, needle driver</td>
			<td>basic surgical equipment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">cauterizer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-0 Vicryl</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>V323H</td>
			<td>absorbable braided suture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-0 Perma-Hand Silk</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>A185H</td>
			<td>silk tie suture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-0 Prolene</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8433H</td>
			<td>non-absorbable suture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Diagnostic devices</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ESP C-arm</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>ESP</td>
			<td>X-ray fluoro C-arm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acuson x300</td>
			<td>Siemens Healthcare</td>
			<td></td>
			<td>ultrasound system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acuson P5-1</td>
			<td>Siemens Healthcare</td>
			<td></td>
			<td>echocardiographic probe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acuson VF10-5</td>
			<td>Siemens Healthcare</td>
			<td></td>
			<td>sonographic vascular probe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3PSB, 4PSB and 6PSB</td>
			<td>Transonic Systems</td>
			<td></td>
			<td>perivascular flow probes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TS420</td>
			<td>Transonic Systems</td>
			<td></td>
			<td>perivascular flow module</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TruWave&#160;</td>
			<td>Edwards Lifesciences</td>
			<td>T001660A</td>
			<td>fluid-filled pressure transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">7.0F VSL Pigtail</td>
			<td>Transonic Systems</td>
			<td></td>
			<td>pressure sensor catheter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">INVOS 5100C Cerebral/Somatic Oximeter</td>
			<td>Somanetics/Medtronic</td>
			<td></td>
			<td>near infrared spectroscopy</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CCO Combo Catheter</td>
			<td>Edwards Lifesciences</td>
			<td>744F75</td>
			<td>Swan-Ganz pulmonary artery catheter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vigillace II</td>
			<td>Edwards Lifesciences</td>
			<td>VIG2E</td>
			<td>cardiac output monitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">7.0F VSL Pigtail</td>
			<td>Transonic Systems</td>
			<td></td>
			<td>pressure-volume catheter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ADV500</td>
			<td>Transonic Systems</td>
			<td></td>
			<td>pressure-volume system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LabChart and PowerLab</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td></td>
			<td>data acquisition and analysis system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Prism 6</td>
			<td>GraphPad</td>
			<td></td>
			<td>statistical analysis software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pacing devices</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ICS 3000</td>
			<td>Biotronic</td>
			<td>349528</td>
			<td>pacemaker programmer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ERA 3000</td>
			<td>Biotronic</td>
			<td>128828</td>
			<td>external pacemaker</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Effecta DR</td>
			<td>Biotronic</td>
			<td>371199</td>
			<td>dual-chamber pacemaker</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tendril STS</td>
			<td>St. Jude Medical</td>
			<td>2088TC/58</td>
			<td>ventricular pacing lead</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lead permanent adapter</td>
			<td>Osypka</td>
			<td>Article 53422</td>
			<td>convergent &#34;Y&#34; connecting part</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lead permanent adapter</td>
			<td>Osypka</td>
			<td>Article 53904</td>
			<td>convergent &#34;Y&#34; connecting part</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tear-Away Introducer 7F</td>
			<td>B.Braun</td>
			<td>5210593</td>
			<td>tear away introducer sheath&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Split Cath Tunneler</td>
			<td>medComp</td>
			<td>AST-L</td>
			<td>tunneling tool</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">infusion line</td>
			<td>MPH Medical Devices</td>
			<td>2200045</td>
			<td>connecting line</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tachycardia-induced cardiomyopathy as a chronic heart failure model in swine

En stabil och pålitlig modell av kronisk hjärtsvikt krävs för många experiment att förstå hemodynamik eller för att testa effekterna av nya behandlingsmetoder. Här presenterar vi en sådan modell av takykardi-inducerad kardiomyopati, som kan framställas genom snabb hjärt pacing i svin.
En enda pacing bly är introducerade transvenously i fullt bedövat friska svin, spetsen av höger kammare, och fixerade. Dess andra änden sedan tunnlas dorsalt till regionen paravertebral. Där, är den ansluten till en egen modifierad hjärtat pacemaker enhet som sedan implanteras i en subkutan ficka.
Efter 4-8 veckor av snabba ventrikulära pacing och billigt av 200-240 slag/min, fysisk undersökning visade tecken på svår hjärtsvikt - takypné, spontana sinustakykardi och trötthet. Ekokardiografi och röntgen visade dilatation av alla hjärtats kammare, utgjutningar och svår systolisk dysfunktion. Dessa fynd överensstämmer väl med dekompenserad dilaterad kardiomyopati och bevaras även efter upphörandet av pacing.
Denna modell av takykardi-inducerad kardiomyopati kan användas för att studera patofysiologin av progressiv kronisk hjärtsvikt, särskilt hemodynamiska förändringar orsakade av nya behandlingsformer som mekanisk cirkulatorisk stöder. Denna metod är enkel att utföra och resultaten är robusta och reproducerbara.

Testning modellen: Efter tecken på dekompenserad kronisk HF blev framträdande, anestesi och konstgjord ventilation administrerades igen efter de principer som beskrivs ovan, men dosering justerades på grund av lågt cardiac output27. På grund av möjliga cardiodepressive effekterna av anestetika krävs noggrann intensiv övervakning av vitala funktioner.
Djuret var fäst i ryggläge o...

Watch this Scientific Journal Video about Tachycardia-Induced Cardiomyopathy As a Chronic Heart Failure Model in Swine at JoVE.com

Tachycardia-Induced Cardiomyopathy As a Chronic Heart Failure Model in Swine

Takykardi-inducerad kardiomyopati som kronisk hjärtsvikt modell i svin

Här presenterar vi ett protokoll för att producera takykardi-inducerad kardiomyopati hos svin. Denna modell representerar ett potent sätt att studera hemodynamiken av progressiv kronisk hjärtsvikt och effekterna av tillämpad behandling.

A stable and reliable model of chronic heart failure is required for many experiments to understand hemodynamics or to test effects of new treatment ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Gene Transfer for Ischemic Heart Failure in a Preclinical Model

Genöverföring för ischemisk hjärtsvikt I en preklinisk modell

Various emerging technologies are being developed for patients with heart failure. Well-established preclinical evaluations are necessary to determine ...

Urinary Bladder Distention Evoked Visceromotor Responses as a Model for Bladder Pain in Mice

Urinblåsa Dilatation Evoked Visceromotor svar som en modell för smärtor i urinblåsan hos möss

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

En kronisk kardiell ischemi modell hos svin med en Ameroid Constrictor

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

A Doxorubicin-induced Cardiomyopathy Model in Adult Zebrafish

Doxorubicin-inducerad kardiomyopati modell i vuxen zebrafiskar

The genetically accessible adult zebrafish (Danio rerio) has been increasingly used as a vertebrate model for understanding human diseases such as ...

Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension

Induktion och fenotypning av akut rätt hjärtsvikt i en stor djurmodell av kronisk tromboembolic pulmonell hypertoni

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The ...

Establishing a Swine Model of Post-myocardial Infarction Heart Failure for Stem Cell Treatment

Upprättande av en Swine modell av Post-hjärtinfarkt hjärtsvikt för stamcellsbehandling

Although advances have been achieved in the treatment of heart failure (HF) following myocardial infarction (MI), HF following MI remains one of the major ...

A Rat Model of Pressure Overload Induced Moderate Remodeling and Systolic Dysfunction as Opposed to Overt Systolic Heart Failure

En råtta modell av tryck överbelastning inducerad måttlig remodeling och systolisk dysfunktion i motsats till overt systolisk hjärtsvikt

In response to an injury, such as myocardial infarction, prolonged hypertension or a cardiotoxic agent, the heart initially adapts through the activation ...

A Doxorubicin-Induced Murine Model of Dilated Cardiomyopathy In Vivo

En Doxorubicin-inducerad Murine modell av dilaterad kardiomyopati in vivo

Dilated cardiomyopathy (DCM) refers to a spectrum of heterogeneous myocardial disorders characterized by ventricular dilation and depressed cardiac ...

Myocardial Infarction by Percutaneous Embolization Coil Deployment in a Swine Model

Hjärtinfarkt genom perkutan emboliseringsspole utplacering i en svinmodell

Myocardial infarction (MI) is the leading cause of mortality worldwide. Despite the use of evidence-based treatments, including coronary revascularization ...

A Surgical Model of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction in Tibetan Minipigs

En kirurgisk modell av hjärtsvikt med bevarad ejektionsfraktion hos tibetanska minigrisar

More than half of heart failure (HF) cases are classified as heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) worldwide. Large animal models are ...