Name: induction and phenotyping of acute right heart failure in a large animal model of chronic thromboembolic pulmonary hypertension
Uploaded: 2022-03-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension at JoVE.com

Dit werk wordt ondersteund door een overheidssubsidie onder toezicht van het Franse Nationale Onderzoeksagentschap (ANR) als onderdeel van het Investissements d'Avenir-programma (referentie: ANR-15RHUS0002).

De studie voldeed aan de principes van laboratoriumdierverzorging volgens de National Society for Medical Research en werd goedgekeurd door de lokale ethische commissie voor dierproeven in hospital Marie Lannelongue.
1. Chronische trombo-embolische PH
<ol><li>Induceer chronische trombo-embolische PH zoals eerder beschreven6,12.</li>
	<li>In het kort, induceer een model van chronische trombo-embolische PH bij ongeveer 20 kg grote witt...

<ol>
	<li>Harjola, V. 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=Contemporary+management+of+acute+right+ventricular+failure:+a+statement+from+the+Heart+Failure+Association+and+the+Working+Group+on+Pulmonary+Circulation+and+Right+Ventricular+Function+of+the+European+Society+of+Cardiology.">Contemporary management of acute right ventricular failure: a statement from the Heart Failure Association and the Working Group on Pulmonary Circulation and Right Ventricular Function of the European Society of Cardiology.</a> European Journal of Heart Failure. 18 (3), 226-241 (2016).</li><li>Haddad, F., 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=Characteristics+and+outcome+after+hospitalization+for+acute+right+heart+failure+in+patients+with+pulmonary+arterial+hypertension.">Characteristics and outcome after hospitalization for acute right heart failure in patients with pulmonary arterial hypertension.</a> Circulation: Heart Failure. 4 (6), 692-699 (2011).</li><li>Sztrymf, B., 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=Prognostic+factors+of+acute+heart+failure+in+patients+with+pulmonary+arterial+hypertension.">Prognostic factors of acute heart failure in patients with pulmonary arterial hypertension.</a> European Respiratory Journal. 35 (6), 1286-1293 (2010).</li><li>Huynh, T. N., Weigt, S. S., Sugar, C. A., Shapiro, S., Kleerup, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+factors+and+outcomes+of+patients+with+pulmonary+hypertension+admitted+to+the+intensive+care+unit.">Prognostic factors and outcomes of patients with pulmonary hypertension admitted to the intensive care unit.</a> Journal of Critical Care. 27 (6), 739 (2012).</li><li>Boulate, D., 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=Early+Development+of+Right+Ventricular+Ischemic+Lesions+in+a+Novel+Large+Animal+Model+of+Acute+Right+Heart+Failure+in+Chronic+Thromboembolic+Pulmonary+Hypertension.">Early Development of Right Ventricular Ischemic Lesions in a Novel Large Animal Model of Acute Right Heart Failure in Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension.</a> Journal of Cardiac Failure. 23 (12), 876-886 (2017).</li><li>Noly, P. E., 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=Chronic+Thromboembolic+Pulmonary+Hypertension+and+Assessment+of+Right+Ventricular+Function+in+the+Piglet.">Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet.</a> Journal of Visualized Experiments. (105), e53133 (2015).</li><li>Kerbaul, F., 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=Effects+of+levosimendan+versus+dobutamine+on+pressure+load-induced+right+ventricular+failure.">Effects of levosimendan versus dobutamine on pressure load-induced right ventricular failure.</a> Critical Care Medicine. 34 (11), 2814-2819 (2006).</li><li>Ratliff, N., Peter, R., Ramo, B., Somers, W., Morris, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+the+production+of+right+ventricular+infarction.">A model for the production of right ventricular infarction.</a> The American journal of pathology. 58 (3), 471 (1970).</li><li>Ballard-Croft, C., Wang, D., Sumpter, L. R., Zhou, X., Zwischenberger, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-animal+models+of+acute+respiratory+distress+syndrome.">Large-animal models of acute respiratory distress syndrome.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 93 (4), 1331-1339 (2012).</li><li>Dixon, J. A., Spinale, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+animal+models+of+heart+failure:+a+critical+link+in+the+translation+of+basic+science+to+clinical+practice.">Large animal models of heart failure: a critical link in the translation of basic science to clinical practice.</a> Circulation: Heart Failure. 2 (3), 262-271 (2009).</li><li>Letsou, G. V., 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=Improved+left+ventricular+unloading+and+circulatory+support+with+synchronized+pulsatile+left+ventricular+assistance+compared+with+continuous-flow+left+ventricular+assistance+in+an+acute+porcine+left+ventricular+failure+model.">Improved left ventricular unloading and circulatory support with synchronized pulsatile left ventricular assistance compared with continuous-flow left ventricular assistance in an acute porcine left ventricular failure model.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 140 (5), 1181-1188 (2010).</li><li>Mercier, O., 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=Piglet+model+of+chronic+pulmonary+hypertension.">Piglet model of chronic pulmonary hypertension.</a> Pulmonary Circulation. 3 (4), 908-915 (2013).</li><li>Seldinger, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catheter+replacement+of+the+needle+in+percutaneous+arteriography:+a+new+technique.">Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography: a new technique.</a> Acta Radiologica. (5), 368-376 (1953).</li><li>Lang, R. 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=Recommendations+for+cardiac+chamber+quantification+by+echocardiography+in+adults:+an+update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 16 (3), 233-270 (2015).</li><li>Guihaire, 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=Right+ventricular+reserve+in+a+piglet+model+of+chronic+pulmonary+hypertension.">Right ventricular reserve in a piglet model of chronic pulmonary hypertension.</a> European Respiratory Journal. 45 (3), 709-717 (2015).</li><li>Burkhoff, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-volume+loops+in+clinical+research:+a+contemporary+view.">Pressure-volume loops in clinical research: a contemporary view.</a> Journal of the American College of Cardiology. 62 (13), 1173-1176 (2013).</li><li>Sagawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+end-systolic+pressure-volume+relation+of+the+ventricle:+definition,+modifications+and+clinical+use.">The end-systolic pressure-volume relation of the ventricle: definition, modifications and clinical use.</a> Circulation. 63 (6), 1223-1227 (1981).</li><li>Amsallem, 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=Load+Adaptability+in+Patients+With+Pulmonary+Arterial+Hypertension.">Load Adaptability in Patients With Pulmonary Arterial Hypertension.</a> The American Journal of Cardiology. 120 (5), 874-882 (2017).</li><li>Dandel, M., Knosalla, C., Kemper, D., Stein, J., Hetzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+right+ventricular+adaptability+to+loading+conditions+can+improve+the+timing+of+listing+to+transplantation+in+patients+with+pulmonary+arterial+hypertension.">Assessment of right ventricular adaptability to loading conditions can improve the timing of listing to transplantation in patients with pulmonary arterial hypertension.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 34 (3), 319-328 (2015).</li><li>Vanderpool, R. R., 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=RV-pulmonary+arterial+coupling+predicts+outcome+in+patients+referred+for+pulmonary+hypertension.">RV-pulmonary arterial coupling predicts outcome in patients referred for pulmonary hypertension.</a> Heart. 101 (1), 37-43 (2015).</li><li>Boulate, D., 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=.">.</a> Pulmonary Hypertension. , 241-253 (2016).</li><li>Cheng, H. W., 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=Assessment+of+right+ventricular+structure+and+function+in+mouse+model+of+pulmonary+artery+constriction+by+transthoracic+echocardiography.">Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography.</a> Journal of Visualized Experiments. (84), e51041 (2014).</li></ol>

We beschrijven een methode om belangrijke pathofysiologische kenmerken van ARHF op chronische PH te modelleren in een groot diermodel, inclusief volume- en drukoverbelasting en hemodynamisch herstel met dobutamine. We rapporteerden ook hoe we hemodynamische en beeldvormingsgegevens konden verkrijgen om de dynamische veranderingen van de rechter ventrikel te fenotyperen bij elke aandoening die tijdens het protocol werd gecreëerd. Deze methoden kunnen achtergrondgegevens opleveren om toekomstige onderzoeksprotocollen op h...

Acuut rechterhartfalen (ARHF) is onlangs gedefinieerd als een snel progressief syndroom met systemische congestie als gevolg van verminderde rechterventrikelvulling (RV) en / of verminderde RV-stroomoutput1. ARHF kan optreden bij verschillende aandoeningen zoals linkszijdig hartfalen, acute longembolie, acuut myocardinfarct of pulmonale hypertensie (PH). In het geval van PH is het begin van ARHF geassocieerd met een risico van 40% op kortdurende mortaliteit of dringende longtransplantatie2,3,4. Hier beschrijven we hoe we een groot diermodel van ARHF kunnen maken in de setting van chronische pulmonale hypertensie en hoe de rechter ventrikel kan worden geëvalueerd met behulp van echocardiografie en druk-volumelussen.
Pathofysiologische kenmerken van ARHF omvatten RV-drukoverbelasting, volumeoverbelasting, een afname van de RV-output, een toename van de centrale veneuze druk en / of een afname van de systemische druk. Bij chronische PH is er een initiële toename van RV-contractiliteit waardoor de cardiale output behouden blijft ondanks de toename van pulmonale vasculaire weerstand. Daarom kan in de context van ARHF op chronische PH de rechter ventrikel bijna isosystemische druk genereren, vooral onder inotrope ondersteuning. Alles bij elkaar leiden ARHF op chronische PH en hemodynamisch herstel met inotropen tot de ontwikkeling van acute RV ischemische laesies, zoals onlangs beschreven in ons grote diermodel5. De toename van inotropen creëert een verhoogde energetische vraag die ischemische laesies verder kan ontwikkelen en uiteindelijk kan leiden tot de ontwikkeling van eindorgaandisfunctie en slechte klinische resultaten. Er is echter geen consensus over hoe patiënten met ARHF op PH moeten worden behandeld, voornamelijk met betrekking tot vloeistofbeheer, inotropen en de rol van extracorporale ondersteuning van de bloedsomloop. Bijgevolg kan een groot diermodel van acuut rechterhartfalen helpen om preklinische gegevens over klinisch ARHF-management te verstrekken.
Als eerste stap om de respons op therapie te kwantificeren, zijn eenvoudige en reproduceerbare methoden nodig om de juiste ventrikel te fenotyperen. Tot op heden is er geen consensus over hoe de RV-morfologie en functie van patiënten met ARHF beter kunnen worden gefenotypeerd. De gouden standaardmethode om RV-contractiliteit (d.w.z. intrinsieke capaciteit om samen te trekken) en ventriculo-arteriële koppeling (d.w.z. contractiliteit genormaliseerd door ventriculaire nabelasting; een index van ventriculaire aanpassing) te evalueren, is de analyse van druk-volume (PV) lussen. Deze methode is tweemaal invasief omdat het juiste hartkatheterisatie en een voorbijgaande vermindering van rv-voorspanning vereist met behulp van een ballon die in de inferieure vena cava wordt ingebracht. In de klinische praktijk zijn niet-invasieve en herhaalbare methoden nodig om de juiste ventrikel te evalueren. Cardiale magnetische resonantie (CMR) wordt beschouwd als de gouden standaard voor niet-invasieve evaluatie van de rechter ventrikel. Bij patiënten met ARHF op chronische PH die op de intensive care (ICU) worden behandeld, kan het gebruik van CMR beperkt zijn vanwege de onstabiele hemodynamische toestand van de patiënt; bovendien kunnen herhaalde CMR-evaluaties, meerdere keren per dag, ook 's nachts, beperkt zijn vanwege de kosten en beperkte beschikbaarheid. Omgekeerd maakt echocardiografie niet-invasieve, reproduceerbare en goedkope RV-morfologie en functie-evaluaties bij IC-patiënten mogelijk.
Grote diermodellen zijn ideaal om preklinische studies uit te voeren die zich richten op de relatie tussen invasieve hemodynamische parameters en niet-invasieve parameters. De anatomie van het grote witte varken staat dicht bij de mens. Bijgevolg zijn de meeste echocardiografische parameters die bij mensen worden beschreven, kwantificeerbaar bij varkens. Er bestaan enkele kleine variaties tussen menselijk hart en varkenshart waarmee rekening moet worden gehouden voor echocardiografische studies. Varkens vertonen een constitutionele dextrocardie en een enigszins tegen de klok in draaiende kracht van de hartas. Als gevolg hiervan wordt het apicale 4-kamerbeeld een apicale 5-kameraanzicht en bevindt het akoestische venster zich onder de xiphoid-appendix. Bovendien bevinden zich aan de rechterkant van het borstbeen aan de rechterkant van het borstbeen parasternale akoestische ramen met lange en korte as.
Hier beschrijven we een nieuwe methode om ARHF te induceren in een groot diermodel van chronische trombo-embolische PH en om hemodynamisch te herstellen met behulp van dobutamine. We rapporteren ook RV ischemische laesies aanwezig in het model binnen 2−3 uur na hemodynamisch herstel met dobutamine. Bovendien beschrijven we hoe RV PV-lussen en echocardiografische RV-parameters bij elke toestand kunnen worden verkregen en inzicht krijgen in de dynamische veranderingen in RV-morfologie en -functie. Zoals eerder het grote diermodel van chronische trombo-embolische PH en de PV-lusmethoden werden beschreven6, zullen deze secties kort worden beschreven. Ook rapporteerden we resultaten van echocardiografische evaluaties die als potentieel moeilijk worden beschouwd in varkensmodellen. We zullen de methoden uitleggen om herhaalde echocardiografische in het model te bereiken.
Het model van ARHF op chronische PH gerapporteerd in deze studie kan worden gebruikt om verschillende therapeutische strategieën te vergelijken. De methoden van RV-fenotypering kunnen worden gebruikt in andere grote diermodellen die klinisch relevante situaties nabootsen, zoals acute longembolie7, RV-myocardinfarct8, acuut respiratoir distress-syndroom9 of rechterhartfalen geassocieerd met linkerventrikelfalen10 of linkerventrikel mechanische bloedsomloopondersteuning11.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:911px;" width="910">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:215px;">Radiofocus Introducer II</td>
			<td style="width:123px;">Terumo</td>
			<td style="width:344px;">RS+B80K10MQ</td>
			<td style="width:229px;">catheter sheath</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Equalizer, Occlusion Ballon Catheter</td>
			<td>Boston Scientific</td>
			<td>M001171080</td>
			<td>ballon for inferior vena cava occlusion</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Guidewire</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>GR3506</td>
			<td>0.035; angled</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Vigilance monitor</td>
			<td>Edwards</td>
			<td>VGS2V</td>
			<td>Swan-Ganz associated monitor</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Swan-Ganz</td>
			<td>Edwards</td>
			<td>131F7</td>
			<td>Swan-Ganz catheter 7 F; usable lenghth 110 cm</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Echocardiograph; Model: Vivid 9</td>
			<td>General Electrics</td>
			<td>GAD000810 and H45561FG</td>
			<td>Echocardiograph</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Probe for echo, M5S-D</td>
			<td>General Electrics</td>
			<td>M5S-D</td>
			<td>Cardiac ultrasound transducer</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">MPVS-ultra Foundation system</td>
			<td>Millar</td>
			<td>PL3516B49</td>
			<td>Pressure-volume loop unit; includes a powerLab16/35, MPVS-Ultra PV Unit, bioamp and bridge amp and cables</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Ventricath 507</td>
			<td>Millar</td>
			<td>VENTRI-CATH-507</td>
			<td>conductance catheter</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Lipiodol ultra-fluid</td>
			<td>Guerbet</td>
			<td>306 216-0</td>
			<td>lipidic contrast dye</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">BD Insyte Autoguard</td>
			<td>Becton, Dickinson and Company</td>
			<td align="right">381847</td>
			<td>IV catheter</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Arcadic Varic</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>A91SC-21000-1T-1-7700</td>
			<td>C-arm</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Prolene 5.0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td style="width:344px;">F1830</td>
			<td style="width:229px;">polypropilene monofil</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction and phenotyping of acute right heart failure in a large animal model of chronic thromboembolic pulmonary hypertension

De ontwikkeling van acuut rechterhartfalen (ARHF) in de context van chronische pulmonale hypertensie (PH) is geassocieerd met slechte kortetermijnresultaten. De morfologische en functionele fenotypering van de rechter ventrikel is van bijzonder belang in de context van hemodynamisch compromis bij patiënten met ARHF. Hier beschrijven we een methode om ARHF te induceren in een eerder beschreven groot diermodel van chronische PH, en om fenotype, dynamisch, rechterventrikelfunctie met behulp van de gouden standaardmethode (d.w.z. druk-volume PV-lussen) en met een niet-invasieve klinisch beschikbare methode (dwz echocardiografie). Chronische PH wordt voor het eerst geïnduceerd bij varkens door linker pulmonale arterieligatie en rechter onderste kwabembolie met biologische lijm eenmaal per week gedurende 5 weken. Na 16 weken wordt ARHF geïnduceerd door opeenvolgende volumebelasting met behulp van zoutoplossing gevolgd door iteratieve longembolie totdat de verhouding van de systolische pulmonale druk over systemische druk 0,9 bereikt of totdat de systolische systemische druk onder 90 mmHg daalt. De hemodynamiek wordt hersteld met dobutamine-infusie (van 2,5 μg/kg/min tot 7,5 μg/kg/min). PV-lussen en echocardiografie worden uitgevoerd tijdens elke aandoening. Elke aandoening vereist ongeveer 40 minuten voor inductie, hemodynamische stabilisatie en gegevensverzameling. Van de 9 dieren stierven er 2 onmiddellijk na longembolie en 7 voltooiden het protocol, dat de leercurve van het model illustreert. Het model veroorzaakte een 3-voudige toename van de gemiddelde pulmonale arteriedruk. De PV-lusanalyse toonde aan dat ventriculo-arteriële koppeling behouden bleef na volumebelasting, afnam na acute longembolie en werd hersteld met dobutamine. Echocardiografische acquisities maakten het mogelijk om de juiste ventriculaire parameters van morfologie en functie met goede kwaliteit te kwantificeren. We identificeerden rechterventrikel ischemische laesies in het model. Het model kan worden gebruikt om verschillende behandelingen te vergelijken of om niet-invasieve parameters van rechterventrikelmorfologie en -functie in de context van ARHF te valideren.

Haalbaarheid We beschrijven de resultaten van 9 opeenvolgende procedures van ARHF-inductie in een eerder gerapporteerd CTEPH-model bij grote dieren5. De duur van het protocol was ongeveer 6 uur om te voltooien, inclusief anesthesie-inductie, installatie, vasculaire toegang / katheterplaatsingen, inductie van volume / drukoverbelasting en hemodynamisch herstel, gegevensverzamelingen en euthanasie. Elke hemodynamische aandoening heeft ongeveer 40 ...

Watch this Scientific Journal Video about Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension at JoVE.com

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

We presenteren een protocol om een acuut rechterhartfalen te induceren en te fenotyperen in een groot diermodel met chronische pulmonale hypertensie. Dit model kan worden gebruikt om therapeutische interventies te testen, om rechterhartmetingen te ontwikkelen of om het begrip van pathofysiologie van acuut rechter hartfalen te verbeteren.

Inductie en fenotypering van acuut rechterhartfalen in een groot diermodel van chronische trombo-embolische pulmonale hypertensie

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

Dit model van acuut rechterhartfalen in de context van coronaire pulmonale hypertensie kan helpen om de pathofysiologie van deze klinisch relevante situatie beter te begrijpen. Inductie van acuut rechterhartfalen door middel van volume- en drukoverbelasting is gemakkelijk reproduceerbaar en dupliceert de belangrijkste pathofysiologische aspecten van de overeenkomstige klinische situatie. Na bevestiging van een geschikt niveau van sedatie, plaatst u een centraal veneuze katheter door de halsader tot aan de superieure vena cava met behulp van de Seldinger-methode.Maak vervolgens een transversale incisie van vier centimeter bij de lies en breng een Beckman-retractor in de incisie in. Verdeel met behulp van de Debakey-tang en metzenbaum-schaar het voorste gezicht van de dijbeenader en slagader en plaats een katheter van 20 gauge in de dijbeenslagader. Verbind vervolgens de katheter met een wegwerptransducer met een met vloeistof gevulde katheter om systemische en centraal veneuze bloeddruk te verkrijgen.Gebruik een 18 gauge katheter en een fluoroscoop met een C-arm en een binnen-achteraanzicht, breng een geleidedraad in de dijbeenader door de inferieure vena cava. Plaats een ballonverwijdingskatheter over de geleidedraad op intrapericardiaal niveau en plaats de zichtbare markeringen van de ballon direct boven het diafragmaniveau. Verwijder vervolgens de geleidedraad.Onmiddellijk nadat de katheters zijn geplaatst, krijgt u een apicale vijfkamerweergave onder het xiphoid-proces in twee dimensies en in de weefseldopplermodus. Verkrijg de parasternale korte en lange asweergaven aan de rechterkant van het borstbeen in 2D- en weefsel-Doppler-modi en een beeld van de valvulaire stroom met behulp van continue en gepulseerde Doppler-modi. Verwerven vervolgens weefsel doppler signalen van de laterale tricuspidalis annulus en de laterale en septale mitralis annulus.Voor katheterisatie van het rechter hart, introduceer de Swan-Ganz katheter in de jugulaire 8 Franse schede ingebracht in de halsader en verkrijg de gemiddelde rechter atriale, rechterventrikel en pulmonale arteriedruk. Meet vervolgens de cardiale output met de thermoverdunningsmethode volgens de instructies van de fabrikant en meet tegelijkertijd de hartslag voor de berekening van het slagvolume. Sluit de wegwerpomvormer aan op het werkstation van de drukvolumelus voor live acquisitie van de druk die is afgeleid van de met vloeistof gevulde katheters en gebruik fluoroscopie om de geleidingskatheter in de rechter ventrikel te brengen.Controleer vervolgens het kwaliteitssignaal met behulp van live acquisitie van de drukvolumelussen en verkrijg drukvolumelusfamilies in de steady state en tijdens acute preloadreductie geïnduceerd door het opblazen van de ballon die in de inferieure vena cava is ingebracht tijdens eind expiratoire apneu. Om acuut rechterhartfalen te induceren, gebruikt u eerst een vrije-stroominfuusuitgang om een 15 milliliter per kilogram zoutoplossinginfusie te starten. Vijf minuten na hemodynamische stabilisatie en aan het einde van elke infusie, verkrijg de juiste hartkatheterisme, drukvolumelus en echocardiografische metingen.Begin vervolgens onmiddellijk na het einde van de metingen met de tweede infusie van 15 milliliter per kilogram zoutoplossing en begin onmiddellijk na het einde van de tweede reeks metingen met de derde infusie van 30 milliliter per kilogram zoutoplossing. Om hemodynamische drukoverbelasting te induceren, gebruikt u de fluoroscoop om een 5 Franse angiografische katheter door de halsmantel in de rechter longslagader van de onderkwab in te brengen. Emboliseer de rechter pulmonale slagader van de onderkwab met een bolus van 150 microliter met n-butyl-2-cyanoacrylaat lipide contrastkleurstof en spoel de katheter uit met 10 milliliter zoutoplossing zodra de bolus is afgeleverd.Twee minuten na de embolisatie meet u de systemische en pulmonale arteriedruk om de hemodynamische respons te evalueren en herhaalt u vervolgens de bolusafgifte om de twee minuten totdat hemodynamisch compromis is bereikt. Na het bereiken van hemodynamisch compromis, verkrijg drukvolumelus en echocardiografische metingen voordat u begint met een dobutamine-infusie met 2,5 microgram per kilogram per minuut. Wacht 10-15 minuten op hemodynamische stabilisatie voordat u rechterhartkatheterisatie, drukvolumelus en echocardiografische metingen uitvoert.Wanneer alle metingen zijn uitgevoerd, verhoogt u de dobutamine-infusiedosis tot vijf microgram per kilogram per minuut en herhaalt u de juiste hartkatheterisatie, drukvolumelus en echocardiografische metingen zodra hemodynamische stabilisatie is bereikt zoals zojuist is aangetoond. Verhoog vervolgens de dobutamine-infusiedosis tot 7,5 microgram per kilogram per minuut. Acute volumebelasting induceert geen acuut rechterhartfalen, maar benadrukt eerder het adaptieve fenotype van het chronische pulmonale hypertensiemodel.Met volumebelasting neemt de cardiale output toe zonder een toename van de juiste atriale druk en met ventriculo-arteriële koppeling die stabiel blijft. Hemodynamische compromissen zijn geassocieerd met een significante afname van de cardiale output, het slagvolume en de ventriculo-arteriële koppeling, terwijl de contractiliteit van de rechter ventrikel stabiel bleef. Een tweevoudige toename van de rechter boezemdruk en de gemiddelde pulmonale arteriedruk worden ook meestal waargenomen.Dobutamineafgifte zoals aangetoond herstelt de cardiale output, het slagvolume en de ventriculo-arteriële koppeling binnen het normale bereik. Echocardiografie kan worden gebruikt om dynamische veranderingen in de grootte en functie van de rechterkamer gedurende het hele experiment te kwantificeren. Drukvolumelusanalyse maakt de dynamische kwantificering van rechter ventrikel end-systolische elastinen en ventriculo-arteriële koppeling mogelijk.In deze representatieve studie werden de twee sterfgevallen die onmiddellijk na acute longembolie optraden geassocieerd met acute trombose van de rechter hartholten. Na hematoxyline eosine en saffraankleuring kunnen rechterventrikel ischemische laesies gekenmerkt door clusters van hypereosinofiele cardiomyositis met pyknotische kernen worden waargenomen in de sub-endocardiale en sub-pericardiale lagen van de rechter ventrikelvrije wand. De omvang van het acute volume en de drukoverbelasting die nodig is om het fenotype van acuut rechterhartfalen van de rechter ventrikel te induceren in de context van pulmonale hypertensie.Hemodynamisch herstel kan worden gebruikt door medicijnen of interventie om de beste therapeutische optie te bepalen.

Research

JoVE Journal

Medicine

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Echocardiografische Beoordeling van de rechter hart in Muizen

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Een GeÃ ¯ soleerde Werken Hart voor grote Animal Models

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

Chronische trombo-embolische pulmonale hypertensie en beoordeling van rechter ventrikel functie in de Piglet

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension

Shunt Chirurgie, Right hartkatheterisatie, en Vasculaire Morphometry in een diermodel voor Flow-geïnduceerde pulmonale arteriële hypertensie

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

Een Model van de chronische cardiale ischemie in varkens met behulp van een Ameroid-Constrictor

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

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

Tachycardie-geïnduceerde cardiomyopathie, als een Model van chronisch hartfalen in varkens

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

Invasive Hemodynamic Monitoring of Aortic and Pulmonary Artery Hemodynamics in a Large Animal Model of ARDS

Invasieve hemodynamische Monitoring van aorta en pulmonaire slagader hemodynamica in een grote diermodel van ARDS

One of the leading causes of morbidity and mortality in patients with heart failure is right ventricular (RV) dysfunction, especially if it is due to ...

A Pulmonary Trunk Banding Model of Pressure Overload Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure

Een pulmonaire Trunk "banding" Model van druk overbelasting veroorzaakte Rechter ventrikelhypertrofie en falen

Right ventricular (RV) failure induced by sustained pressure overload is a major contributor to morbidity and mortality in several cardiopulmonary ...

Induction and Characterization of Pulmonary Hypertension in Mice using the Hypoxia/SU5416 Model

Inductie en karakterisering van pulmonale hypertensie bij muizen met behulp van het Hypoxia/SU5416-model

Pulmonary Hypertension (PH) is a pathophysiological condition, defined by a mean pulmonary arterial pressure exceeding 25 mm Hg at rest, as assessed by ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Invasieve hemodynamische beoordeling voor het rechter ventrikel systeem en hypoxie-geïnduceerde pulmonale arteriële hypertensie bij muizen

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...