Name: delivery of cardioactive therapeutics in a porcine myocardial infarction model
Uploaded: 2023-02-10T12:40:00
Duration: 7 min 20 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Cardioactive Therapeutics in a Porcine Myocardial Infarction Model at JoVE.com

Dette arbejde blev finansieret af tilskud fra National Health and Medical Research Council APP1194139/APP1126276 (JC), National Stem Cell Foundation of Australia og New South Wales Government Office of Health and Medical Research (JC). DS blev støttet af Royal Australasian College of Physicians, Institute of Clinical Pathology and Medical Research og Australian Government Research Training Program. TD blev støttet af Institute of Clinical Pathology and Medical Research, Penfolds Family Scholarship, National Health and Medical Research Council (APP2002783) og National Heart Foundation of Australia (104615).

<ol>
	<li>Vogel, 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=ST-segment+elevation+myocardial+infarction.">ST-segment elevation myocardial infarction.</a> Nature Reviews Disease Primers. 5 (1), 39 (2019).</li><li>Niccoli, 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=Optimized+treatment+of+ST-elevation+myocardial+infarction.">Optimized treatment of ST-elevation myocardial infarction.</a> Circulation Research. 125 (2), 245-258 (2019).</li><li>Ezekowitz, J. A., 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=Declining+in-hospital+mortality+and+increasing+heart+failure+incidence+in+elderly+patients+with+first+myocardial+infarction.">Declining in-hospital mortality and increasing heart failure incidence in elderly patients with first myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 53 (1), 13-20 (2009).</li><li>Hastings, C. 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=Drug+and+cell+delivery+for+cardiac+regeneration.">Drug and cell delivery for cardiac regeneration.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 84, 85-106 (2015).</li><li>Silva, K. A. S., Emter, C. A. <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+translational+bridge+to+clinical+success.">Large animal models of heart failure: a translational bridge to clinical success.</a> JACC: Basic to Translational Science. 5 (8), 840-856 (2020).</li><li>Suzuki, Y., Yeung, A. C., Ikeno, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+representative+porcine+model+for+human+cardiovascular+disease.">The representative porcine model for human cardiovascular disease.</a> Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 195483 (2011).</li><li>Thavapalachandran, S., 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-derived+growth+factor-AB+improves+scar+mechanics+and+vascularity+after+myocardial+infarction.">Platelet-derived growth factor-AB improves scar mechanics and vascularity after myocardial infarction.</a> Science Translational Medicine. 12 (524), (2020).</li><li>Hou, 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=Radiolabeled+cell+distribution+after+intramyocardial,+intracoronary,+and+interstitial+retrograde+coronary+venous+delivery:+implications+for+current+clinical+trials.">Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials.</a> Circulation. 112, 150-156 (2005).</li><li>Tousoulis, D., Briasoulis, A., Antoniades, C., Stefanadi, E., Stefanadis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+regeneration:+what+cells+to+use+and+how.">Heart regeneration: what cells to use and how.</a> Current Opinion in Pharmacology. 8 (2), 211-218 (2008).</li><li>Bonnet, G., Ishikawa, K., Hajjar, R. J., Kawase, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+myocardial+injection+of+vectors.">Direct myocardial injection of vectors.</a> Methods in Molecular Biology. 1521, 237-248 (2017).</li><li>Marchlinski, F. E., Callans, D. J., Gottlieb, C. D., Zado, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linear+ablation+lesions+for+control+of+unmappable+ventricular+tachycardia+in+patients+with+ischemic+and+nonischemic+cardiomyopathy.">Linear ablation lesions for control of unmappable ventricular tachycardia in patients with ischemic and nonischemic cardiomyopathy.</a> Circulation. 101 (11), 1288-1296 (2000).</li><li>Polin, G. 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=Endocardial+unipolar+voltage+mapping+to+identify+epicardial+substrate+in+arrhythmogenic+right+ventricular+cardiomyopathy/dysplasia.">Endocardial unipolar voltage mapping to identify epicardial substrate in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy/dysplasia.</a> Heart Rhythm. 8 (1), 76-83 (2011).</li><li>Tatay, 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> Veterinary Sutures Handbook. , (2018).</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 Protocol. 7 (8), 1479-1496 (2012).</li><li>Sun, S., 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=Establishing+a+swine+model+of+post-myocardial+infarction+heart+failure+for+stem+cell+treatment.">Establishing a swine model of post-myocardial infarction heart failure for stem cell treatment.</a> Journal of Visualized Experiments. (159), e60392 (2020).</li><li>Gwon, H. 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=The+feasibility+and+safety+of+fluoroscopy-guided+percutaneous+intramyocardial+gene+injection+in+porcine+heart.">The feasibility and safety of fluoroscopy-guided percutaneous intramyocardial gene injection in porcine heart.</a> International Journal of Cardiology. 79 (1), 77-88 (2001).</li><li>Krause, K., 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=Percutaneous+intramyocardial+stem+cell+injection+in+patients+with+acute+myocardial+infarction:+first-in-man+study.">Percutaneous intramyocardial stem cell injection in patients with acute myocardial infarction: first-in-man study.</a> Heart. 95 (14), 1145-1152 (2009).</li><li>Wang, X., Shangguan, W., Li, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angiotensin-(1-7)+prevents+atrial+tachycardia+induced-heat+shock+protein+27+expression.">Angiotensin-(1-7) prevents atrial tachycardia induced-heat shock protein 27 expression.</a> Journal of Electrocardiology. 51 (1-7), 117-120 (2018).</li><li>Klatt, N., 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=Development+of+nonfibrotic+left+ventricular+hypertrophy+in+an+ANG+II-induced+chronic+ovine+hypertension+model.">Development of nonfibrotic left ventricular hypertrophy in an ANG II-induced chronic ovine hypertension model.</a> Physiological Reports. 4 (17), 12897 (2016).</li><li>Singh, B., Dyce, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dyce, Sack, and Wensing's Textbook of Veterinary Anatomy. , (2018).</li><li>Percie du Sert, N., 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=Reporting+animal+research:+Explanation+and+elaboration+for+the+ARRIVE+guidelines+2.0.">Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0.</a> PLOS Biology. 18 (7), 3000411 (2020).</li><li>Sch&#252;ttler, 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+practical+guide+to+setting+up+pig+models+for+cardiovascular+catheterization,+electrophysiological+assessment+and+heart+disease+research.">A practical guide to setting up pig models for cardiovascular catheterization, electrophysiological assessment and heart disease research.</a> Lab Animals. 51 (2), 46-67 (2022).</li></ol>

Forfatterne har intet at afsløre.

Transepikardial intramyokardieinjektion Denne procedure har fordelen ved direkte hjertevisualisering og har vist sig at give større lokal retention af terapi end systemiske administrationsmetoder 9,10,14. Imidlertid er thoracotomier invasive, kræver betydelig teknisk dygtighed og udgør en større risiko for sygelighed og dødelighed end andre metoder, der diskuteres10,15. Kendskab til de kritiske og usikre faser af proceduren kan bidrage til at afhjælpe denne øgede risiko.
Der skal udvises stor omhu ved manipulation af hjertet for at udsætte hjertespidsen på grund af den store risiko for arytmi og tilhørende hæmodynamisk kompromis. Kontinuerlig invasiv blodtryksovervågning og elektrokardiografi muliggør hurtig identifikation af hypotension eller ustabile arytmier, hvilket letter hurtig indgriben og korrektion. Forbigående hypotension kan generelt behandles med metaraminolboluser. Vedvarende hypotension kan midlertidigt indstilles ved at reducere inhalationsbedøvelse (omhyggelig overvågning af anæstesidybden) og påbegynde en vasopressorinfusion, samtidig med at årsagen til ændret hæmodynamik bestemmes. Ustabile arytmier, såsom ventrikulær takykardi eller ventrikelflimmer, kan behandles ved elektrisk kardioversion med eller uden intravenøs antiarytmika.
Lige så vigtigt for dyrs overlevelse er den vellykkede fjernelse af fri gas fra pleurhulen, inden brystet lukkes. Undladelse af at gøre det kan kulminere i at udvikle en pneumothorax, hvilket efterlader dyret i stor risiko for åndedrætsbesvær og død, når det er afbrudt fra den mekaniske ventilator ved genopretning. Det positive luftvejstryk skal opretholdes i mindst 30 s, indtil der ikke længere observeres bobler. Silikoneslangen fjernes straks ved ophør af boblende, og brystkassen lukkes derefter hurtigt. Det er også muligt kirurgisk at placere et thoracostomirør ved lukning, hvilket tillader manuel fjernelse af luft og inflammatorisk væske i løbet af de næste 24-72 timer. Dette er dog svært at holde rent og intakt, især hvis dyrene er anbragt sammen. Skader eller forurening af røret kan føre til pyothorax, pneumothorax eller sepsis. Det er vores erfaring, at det ikke er nødvendigt at indsætte et midlertidigt brystdræn, hvis fri gas fjernes tilstrækkeligt inden lukning af brystet.
Perkutan transendokardial intramyokardieinjektion Denne metode til terapeutisk administration har den fordel, at den giver mulighed for lokal vævstilførsel med lavere risiko på grund af dens mindre invasive karakter sammenlignet med en kirurgisk tilgang10,14. Denne teknik anvendes allerede i store dyreforsøg, med både fluoroskopi og elektromekanisk kortlægning som vejledning i fravær af direkte visualisering10,16,17.
Da hjertet ikke er under direkte syn, er det klogt for proceduralisten at bruge ortogonale fluoroskopiske synspunkter, når de vælger et injektionssted. Desuden er injektionen af fortyndet jodkontrast før og levering af den terapeutiske yderst værdifuld til bekræftelse af myokardiekontakt. Passende kontakt kan bekræftes ved at observere en karakteristisk 'myokardierødme', som kan være en af de eneste markører for injektionssucces før vævshøst. På grund af risikoen for kammerperforering anbefales det også, at tykkelsen på myokardievæggen på det valgte injektionssted er større end 9 mm14,16.
Jugular venøs osmotisk minipumpe Den osmotiske minipumpe er en populær enhed, der almindeligvis anvendes i smådyrsforsøg. Der har været stigende interesse for at bruge denne enhed i store dyremodeller 7,18,19 i betragtning af dens unikke fordel ved at administrere et terapeutisk middel med en ensartet hastighed over en bestemt tidsperiode. En mulig begrænsning af denne metode er manglende evne til at ændre eller stoppe infusionshastigheden af lægemidlet uden at udskifte eller fjerne pumpen. Dette bør overvejes, før behandling på denne måde afprøves.
Denne undersøgelse viste, at denne metode kunne udføres med en høj succesrate hos svin, med lav sygelighed og dødelighed. Det skal bemærkes, at mange vitale strukturer støder op til det kirurgiske sted, herunder lymfeknuder, thymus og halspulsåren. Overholdelse af metoden og høring af anatomiske tekster20 anbefales kraftigt for at forhindre utilsigtet skade på nogen af disse strukturer. Den mest bekymrende komplikation ved denne metode er hæmoragisk chok på grund af utilsigtet skade på halsvenen eller en omgivende struktur. Det er derfor afgørende, at det bløde væv, der omgiver halsvenen, fjernes omhyggeligt. Hvis dette trin ikke udføres korrekt, kan det medføre problemer med at placere minipumpeslangen eller kontrollere utilsigtet blødning.
Denne artikel har beskrevet tre metoder til levering af kardioaktive terapi. På trods af den rapporterede succes med hver teknik er der iboende begrænsninger, der skal overvejes. Invasive procedurer (transepikardieinjektion) giver mulighed for øget nøjagtighed af terapeutisk levering; De medfører dog en større risiko for potentielt dødelige komplikationer. Desuden har invasiv levering et større krav til tekniske færdigheder for at minimere risikoen for komplikationer. På samme måde kræver fluoroskopisk styret, transendokardial injektion en grad af teknisk færdighed til kateterisering og manipulation af hardware. Hvis denne metode udføres forkert, er injektionssvigt og dødelige komplikationer mulige.
De beskrevne metoder til direkte injektion giver mulighed for engangsindgivelse af et terapeutisk middel i målvævet. Den jugulære venøse osmotiske minipumpe muliggør systemisk administration af en terapeutisk over en periode på 7 dage. Til sammenligning er denne metode enklere og forbundet med mindre risiko, men den er afhængig af en systemisk terapeutisk at finde vej til myokardiet. Når pumpen først er på plads, er det desuden umuligt at afbryde administrationen eller ændre dosishastigheden uden at bedøve dyret igen og fjerne pumpen.
Alle metoder beskrevet i denne artikel blev udført på dyr på dagen eller 2 uger efter myokardieinfarkt. Derfor kan dette arbejde ikke rapportere succesen med nævnte metoder hos raske dyr eller dyr, der udsættes for en alternativ hjertepatologi. Endelig skal farmakologien og bioteknologien af ethvert bestemt agens overvejes nøje, da dette vil være uløseligt forbundet med effektiviteten af den valgte indgivelsesvej. En detaljeret diskussion af dette ligger uden for rammerne af dette manuskript.
Omfattende skildringer af prækliniske metoder gavner dyrevelfærden og det bredere videnskabelige samfund. Den deraf følgende forbedrede reproducerbarhed af forsøg og resultater fører til færre dyresundhedskomplikationer, reduceret antal dyr, der kræves for at producere signifikante resultater, og større tillid til forsøgsresultater21,22. Tre metoder til administration af nye lægemidler er beskrevet i denne artikel til behandling af myokardieinfarkt i en svinemodel. Ved at specificere de anvendte teknikker og artikulere fordele og risici ved hver forventes det, at forskere komfortabelt vil være i stand til at skabe konsistente og pålidelige prækliniske modeller, der passer til deres forskningsmål.

Koronararteriesygdom (CAD) og tilhørende ST-elevation myokardieinfarkt (STEMI) er de fremtrædende dødsårsager på verdensplan. I de sidste to årtier er der gjort store fremskridt med at reducere dødeligheden på hospitalet hos patienter, der præsenterer STEMI, gennem fremkomsten af perkutan koronar intervention, fibrinolytiske terapier og standardisering af behandlingsalgoritmer for at sikre, at reperfusion opnås rettidigt 1,2,3. På trods af dette er sygeligheden forbundet med STEMI fortsat en betydelig byrde, hvilket skaber et stort behov for at udvikle nye kardiobeskyttende og regenerative terapier 2,3. En væsentlig komponent i terapeutisk udvikling er bestemmelsen af, hvordan en ny behandling skal administreres4. Sikkerheden, effektiviteten og gennemførligheden af hver metode skal matches med egenskaberne ved selve terapien.
Fysiologisk relevante store dyremodeller er afgørende for vurderingen af disse egenskaber ved forskellige terapeutiske leveringsstrategier5. På grund af deres ligheder med mennesker i kardiovaskulær fysiologi, koronar vaskulær anatomi og hjertevægt til kropsvægtforhold er svin en af de foretrukne arter i den prækliniske evaluering af nye terapier til myokardieinfarkt6. Vi har tidligere brugt en STEMI-model til svin til at demonstrere reparativ kapacitet af en rekombinant proteinterapi7 og fortsætter med at undersøge nye farmakologiske, cellulære og genetiske terapier ved hjælp af denne model. Her beskrives tre teknikker til terapeutisk administration, der anvendes i svinemodeller efter infarktdannelse: thoracotomi og transepikardieinjektion, perkutan transendokardieinjektion og jugular venøs osmotisk minipumpeimplantation. De to første metoder muliggør lokal vævstilførsel, hvilket reducerer nødvendige doser, off-target effekter og hepatisk first-pass metabolisme 8,9,10. Den osmotiske minipumpe tillader kontinuerlig levering af et lægemiddel med en kort halveringstid, hvilket ophæver afhængigheden af en infusionspumpe og patentintravenøs kanyle, som begge er udfordrende at indføre i store dyremodeller.
Ved at beskrive disse teknikker håber man, at denne artikel kan hjælpe translationelle forskere med at undersøge nye kardioprotektive eller regenerative midler efter myokardieinfarkt i store dyremodeller.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Central line placement</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-0 sutures</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>JJ9220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arrow&#39; Paediatric Two-Lumen Central Venous Catheterisation Set with Blue FlexTip Catheter (contains 18G cook needle and 0.035&#34; J-tip wire)</td>
			<td>Teleflex</td>
			<td>CS-14502</td>
			<td>Central Line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Green Fluorsence Protein (GFP)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab13970</td>
			<td>1:100 dilution ratio</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histology antibodies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ku80</td>
			<td>Cell Signalling Technology</td>
			<td>C48E7</td>
			<td>1:500 dilution ratio</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 11 scalpel</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sparq&#39; Ultrasound System</td>
			<td>Philips</td>
			<td>MP11742 Medpick</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile ultrasound probe cover</td>
			<td>Atris</td>
			<td>28041947</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swine Jacket with Pocket, size &#39;Medium&#39;</td>
			<td>Lomir Biomedical</td>
			<td>SS J2YJJET</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jugular vein osmotic minipump implantation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson Brown Tissue Forceps</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>KLINI316012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bellucci Self-Retaining Retractor</td>
			<td>surgicalinstruments.net.au</td>
			<td>group-24.26.02</td>
			<td>Self retaining tissue retractor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical Pencils with &#39;Edge&#39; Coated Electrodes</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>E2450H</td>
			<td>Cautery Pencil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissors</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>ARMO3250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 22 scalpel blade</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Suture&#160; (2-0, 3-0)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>D9635, 663G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osmotic Infusion Minipump</td>
			<td>Alzet</td>
			<td>2ML1, 2ML2, 2ML4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vascular Silicone Ties</td>
			<td>Vecmedical</td>
			<td>95001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vicryl suture (5-0)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>W9982</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Percutaneous transedocardial injection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artis Zee&#39; C-Arm Fluoroscopy&#160;</td>
			<td>Siemens&#160;</td>
			<td>IR-19-1994</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CARTO&#39; 3 System&#160;&#160;</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td></td>
			<td>Electrophysiological Mapping Software &#38; System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cook Access Needle</td>
			<td>Cook Medical</td>
			<td>G07174</td>
			<td>Cannulation needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-Cath&#39; Introducer (6 French, 8 French)</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>406204, 406142</td>
			<td>Vascular sheath with introducer and guidewire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Myostar&#39; Injection Catheter</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td>121117S, 121119S, 1211120S</td>
			<td>Intramyocardial injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No.11 scalpel</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Omnipaque&#39; Iohexol Contrast</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>AUST R 39861&#160;</td>
			<td>Iodinated contrast agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sparq&#39; Ultrasound System</td>
			<td>Philips</td>
			<td>MP11742 Medpick</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sedation &#38; general anaesthesia</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compound Sodium Lactate Hartmann&#39;s Solution</td>
			<td>Free flex</td>
			<td>894451</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl 50 mcg/mL</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>AUST R 107027.</td>
			<td>Intravenous anaesthesia and analgesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forthane&#39; Isoflurane</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>AUST R 29656&#160;</td>
			<td>Inhalant anaesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GE Aestiva 5 Anaesthesia Machine&#160;</td>
			<td>Datex Ohmeda</td>
			<td>17002-9, 17002A9 Avante Health Solutions</td>
			<td>Anaesthetic Machine&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypnovel&#39; Midazolam 5 mg/mL</td>
			<td>Roche</td>
			<td>AUST R 13726</td>
			<td>Sedative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intravenous cannula</td>
			<td>BD Angiocath</td>
			<td>381137</td>
			<td>20 gauge cannula</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamil&#39; Ketamine 10 mg/mL</td>
			<td>Ilium</td>
			<td>APVMA number: 51188c&#160;</td>
			<td>Sedative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laryngoscope</td>
			<td>Miller</td>
			<td>VDI-6205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medetomidine 1 mg/mL</td>
			<td>Ilium</td>
			<td>APVMA number 64251; ACVM number A10488&#160;</td>
			<td>Sedative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metaraminol 10 mg/mL</td>
			<td>Phebra</td>
			<td>AUST R 284784</td>
			<td>Short-acting vasopressor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methadone 10 mg/mL</td>
			<td>Ilium</td>
			<td>APVMA number: 63712&#160;</td>
			<td>Sedative, Restricted drug</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Onsetron&#39; Ondansetron 2 mg/mL</td>
			<td>Accord Healthcare</td>
			<td>AUST R 205593&#160;</td>
			<td>Anti-emetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propofol-Lipuro&#39; Propofol 10 mg/mL</td>
			<td>Braun</td>
			<td>AUST R 142906&#160;</td>
			<td>Intravenous anaesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Oximeter&#160;</td>
			<td>Meditech</td>
			<td>GVPMT-M3S</td>
			<td>Portable pulse oximeter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shiley&#39; Cuffed Basic Endotracheal Tube (Size 5.5 &#38; 6.0)</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>86108-, 86109-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shiley&#39; Intubating Stylet, 10 Fr</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>85864</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride 0.9%</td>
			<td>Free flex</td>
			<td>FAH1322</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thoracotomy and epicardial Cell Injection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 G Insulin needle</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>51907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson Brown Tissue Forceps</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>KLINI316012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CARTO&#39; 3 System&#160;&#160;</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td></td>
			<td>Electrophysiological Mapping Software &#38; System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cefazolin 1 g Vial</td>
			<td>AFT Pharmaceuticals</td>
			<td>9421900137367 CH2</td>
			<td>Antibiotic Prophylaxis&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chest drainage tube</td>
			<td>SurgiVet</td>
			<td>SKU-336</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cook Access Needle</td>
			<td>Cook Medical</td>
			<td>G07174</td>
			<td>Cannulation needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooley Sternotomy Retractor Paediatric</td>
			<td>Millennium Surgical</td>
			<td>9-61287</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Durogesic&#39; 100 mcg/h Fentanyl Patch</td>
			<td>Janssen</td>
			<td>AUST R 112371&#160;</td>
			<td>Postoperative analgesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical Pencils with &#39;Edge&#39; Coated Electrodes</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>E2450H</td>
			<td>Cautery Pencil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical Pencils with &#39;Edge&#39; Coated Electrodes</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>E2450H</td>
			<td>Cautery Pencil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-Cath&#39; Introducer (6 French, 8 French)</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>406204, 406142</td>
			<td>Vascular sheath with introducer and guidewire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lignocaine 20 mg/mL</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>AUST R 49296, AUST R 49297, AUST R 49293 and AUST R 49295.</td>
			<td>Local anaesthesia, anti-arrhythmic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marcaine&#39; Bupivacaine 0.5%</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>AUST R 48328&#160;</td>
			<td>Local anaesthesia.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissors</td>
			<td>Icon Medical Supplies</td>
			<td>ARMO3250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 22 scalpel</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Suture&#160; (2-0, 3-0)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>D9635, JJ76264</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Size 1 PDS suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>JJ75414</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sparq&#39; Ultrasound System</td>
			<td>Philips</td>
			<td>MP11742 Medpick</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile gauze</td>
			<td>Kerlix</td>
			<td>KE5072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile laparotomy sponges</td>
			<td>Propax</td>
			<td>2907950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocool Smartouch&#39; Catheter</td>
			<td>Biosense Webster</td>
			<td>D133601, D133602, D133603</td>
			<td>Epicardial Mapping Catheter</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

delivery of cardioactive therapeutics in a porcine myocardial infarction model

Myokardieinfarkt er en af de førende årsager til død og handicap på verdensplan, og der er et presserende behov for nye kardioprotektive eller regenerative strategier. En væsentlig komponent i lægemiddeludvikling er at bestemme, hvordan en ny terapeutisk skal administreres. Fysiologisk relevante store dyremodeller er af afgørende betydning for vurderingen af gennemførligheden og effektiviteten af forskellige terapeutiske leveringsstrategier. På grund af deres ligheder med mennesker i kardiovaskulær fysiologi, koronar vaskulær anatomi og hjertevægt til kropsvægtforhold er svin en af de foretrukne arter i den prækliniske evaluering af nye terapier til myokardieinfarkt. Denne protokol beskriver tre metoder til administration af kardioaktive terapeutiske midler i en svinemodel. Efter perkutant induceret myokardieinfarkt modtog hunsvin af landrace behandling med nye stoffer gennem enten: (1) thoracotomi og transepikardieinjektion, (2) kateterbaseret transendokardieinjektion eller (3) intravenøs infusion via jugular veneosmotisk minipumpe. De procedurer, der anvendes til hver teknik, er reproducerbare, hvilket resulterer i pålidelig kardioaktiv lægemiddelafgivelse. Disse modeller kan let tilpasses til individuelle undersøgelsesdesign, og hver af disse leveringsteknikker kan bruges til at undersøge en række mulige interventioner. Derfor er disse metoder et nyttigt værktøj for translationelle forskere, der forfølger nye biologiske tilgange til hjertereparation efter myokardieinfarkt.

Thoracotomi og epikardiecelleinjektion Af de 29 dyr, der gennemgik thoracotomi og epikardieinjektion, overlevede 26. Histologisk analyse bekræftede indkapsling af humane celler leveret ved denne metode i alle overlevende dyr (figur 1E). Et dyr oplevede dødelige arytmier under celleinjektion og kunne ikke genoplives. En anden oplevede pulsløs elektrisk aktivitet under lukning og langvarig anvendelse af positivt tryk på luftvejene og kunne ikke genvindes. Et tredje dyr kastede op og fik åndedrætsstop ved ekstubation. Dette dyr kunne ikke genoplives.
To dyr oplevede store komplikationer, men var i stand til at blive genoprettet. Et dyr udviklede ventrikelflimmer under intramyokardieinjektion og var i stand til at genoplives med interne defibrilleringspadler og hjertemassage. Det andet dyr kastede op ved ekstubation og havde et kort åndedrætsstop, men var i stand til hurtigt at blive re-intuberet og komme sig godt. Alle disse hændelser forekom under tidlige eksperimenter med reducerede bivirkninger, efterhånden som teamets erfaring med protokollen steg (tabel 1).
Jugular vene osmotisk minipump implantation Ingen rapporteret mortalitet eller større komplikationer var forbundet med jugular osmotisk minipumpeimplantation. De fleste af de syv dyr oplevede mild hævelse på operationsstedet inden for de første 24 timer, som forsvandt uden indgreb. ELISA udført på serum på dag 3 efter implantation af pumpen viste pumpens effekt og opnåede en signifikant blodkoncentration af trombocytafledt vækstfaktor-AB human (PDGF-AB) sammenlignet med kontrolpersoner7 (figur 2E).
Perkutan transendokardial injektion I alt 22 dyr fik endokardieinjektioner. Af disse injektioner blev 17 betragtet som "vellykkede", bestemt ved fluorescens eller blækfarvning observeret i målvævet ved post mortem (figur 3B). Der var ingen dødelighed forbundet med denne procedure. Et dyr udviklede et lille volumen perikardial effusion fra højre ventrikulær perforering. Dette var selvbegrænsende og resulterede ikke i kardiovaskulært kompromis. Det samme dyr døde; Dette var imidlertid fra en ikke-relateret yderligere procedure efter intramyokardieinjektionen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig01.jpg"> Figur 1: Transepikardial kardiomyocytinjektion muliggør direkte hjertevisualisering og opnår en høj andel levedygtige celler leveret til myokardiet. (A) Hjertespidsen udsættes gennem en fugtet gazeslynge, der føres under hjertets bund. (B) Et epikardial kortlægningskateter afgrænser ar- og grænsezoner og kommenterer injektionssteder. (C) En 31 G nål bruges til transepikardialt at injicere celler i myokardiet. (D) Epikardiespændingskort med annotering på injektionsstedet. Lilla: normal spænding, sundt myokardium; Rød: unormal spænding, syg myokardium; Grå prikker: injektionssteder. Efter ofring opsamles hjertet og formalinfikseres til nedstrøms histologisk vurdering. I (E) påvises indpodede humane celler ved immunfarvning for det humane antinukleare antistof, Ku80, og et anti-GFP-antistof. Skalabjælke = 200 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig01large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af denne figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig02.jpg"> Figur 2: Indsættelse af jugular veneminipump giver en sikker og pålidelig metode til PDGF-levering over en periode på 7 dage . (A) Den højre halsvene eksponeres, og blødt væv ryddes væk fra beholderen. (B) Vaskulære bånd blokerer beholderen, mens en 14 G nål bruges til at lave en punktering, hvorigennem minipumpeslangen gevind. (C) Minipumpeslangen føres ind i venen, og minipumpehuset fastgøres til tilstødende blødt væv. D) Minipumpehuset og slangen før implantation. E) Serumkoncentrationen af det rekombinante protein, der blev leveret via minipumpen og PDGF-AB, blev målt ved hjælp af ELISA fra hvert dyr på dag 3 efter implantationen. Dyr, der fik PDGF-AB, viste sig at have en signifikant højere blodkoncentration af PDGF-AB end kontroldyr, hvilket bekræftede effekten af den osmotiske minipumpeadministrationsmetode. **angiver en statistisk signifikant forskel mellem grupper (p = 0,005, Mann-Whitney U-test) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig02large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af denne figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig03.jpg"> Figur 3: Transendokardial intramyokardieinjektion muliggør en minimalt invasiv terapeutisk administrationsmetode. (A) Et højre forreste skråt fluoroskopisk billede, der viser injektionskateteret (hvid pil), der administrerer kontrastmateriale (gul pil) i myokardiet. Injektionen af kontrastmaterialet både går forud for og følger terapeutisk injektion, så nålens placering i myokardiet kan bekræftes. (B) Den injicerede vektor udtrykte grønt fluorescerende protein (GFP), således at injiceret materiale ville fluorescere ved vævsindsamling, hvilket bekræftede injektionens succes. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig03large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af denne figur.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>Transepikardieinjektion (n = 29)</td>
			<td>Transendokardial injektion (n = 22)</td>
			<td>Osmotisk minipumpe (n = 7)</td>
		</tr><tr><td>Dødelighed</td>
			<td>3</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Postoperativ opkastning og åndedrætsstop</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Ventrikelflimmer under injektion</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Pulsløs elektrisk aktivitet under lukning af brystet</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Morbiditet</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Pneumothorax</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Pleural effusion</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Perforering af hjertekammer</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Blødning</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr></tbody></table>Tabel 1: Liste over komplikationer.

Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Cardioactive Therapeutics in a Porcine Myocardial Infarction Model at JoVE.com

Delivery of Cardioactive Therapeutics in a Porcine Myocardial Infarction Model

Denne protokol beskriver tre metoder til administration af kardioaktive terapeutiske midler i en svinemodel. Kvindelige landracesvin modtog behandling gennem enten: (1) thoracotomi og transepikardieinjektion, (2) kateterbaseret transendokardieinjektion eller (3) intravenøs infusion via jugular veneosmotisk minipumpe.

Levering af kardioaktive lægemidler i en porcin myokardieinfarktmodel

Myocardial infarction is one of the leading causes of death and disability worldwide, and there is an urgent need for novel cardioprotective or ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Acute Myocardial Infarction in Rats

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

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

MR og PET i musemodeller af myokardieinfarkt

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 ...

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Myokardieinfarkt og Functional resultatvurdering i Pigs

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

A Hydrogel Construct and Fibrin-based Glue Approach to Deliver Therapeutics in a Murine Myocardial Infarction Model.

En Hydrogel Construct og Fibrin-baserede Lim tilgang til levere Therapeutics i en murin myokardieinfarkt Model.

The murine MI model is widely recognized in the field of cardiovascular disease, and has consistently been used as a first step to test the efficacy of ...

Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction

Primære resultatvurdering i en Pig Model af akut myokardieinfarkt

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

Myokardieinfarkt i neonatale mus, en model af 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 ...

Improvement of a Closed Chest Porcine Myocardial Infarction Model by Standardization of Tissue and Blood Sampling Procedures

Forbedring af en lukket brystet svin myokardieinfarkt Model af standardisering af væv og blod prøveudtagningsprocedurer

Myocardial ischemia reperfusion (I/R) injury contributes to almost half of the necrotic area after myocardial infarction. To date there is no approved ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

En Kryoskade model til undersøgelse af myokardieinfarkt 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 ...

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

Etablering af en svin model af post-myokardieinfark hjertesvigt for stamcellebehandling

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

Intramyocardial Transplantation of MSC-Loading Injectable Hydrogels after Myocardial Infarction in a Murine Model

Intramyocardial Transplantation af MSC-Loading Injicerbare Hydrogels efter Myocardial Infarkt i en Murine Model

One of the major issues facing current cardiac stem cell therapies for preventing postinfarct heart failure is the low retention and survival rates of ...