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

Dit werk werd gefinancierd door subsidies van de National Health and Medical Research Council APP1194139/APP1126276 (JC), de National Stem Cell Foundation of Australia en het New South Wales Government Office of Health and Medical Research (JC). DS werd ondersteund door het Royal Australasian College of Physicians, het Institute of Clinical Pathology and Medical Research en het Australian Government Research Training Program. TD werd ondersteund door het Institute of Clinical Pathology and Medical Research, Penfolds Family Scholarship, National Health and Medical Research Council (APP2002783) en de 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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Transepicardiale intramyocardiale injectie Deze procedure heeft het voordeel van directe cardiale visualisatie en het is aangetoond dat het een grotere lokale retentie van therapieën biedt dan systemische toedieningsmethoden 9,10,14. Thoracotomieën zijn echter invasief, vereisen aanzienlijke technische vaardigheden en vormen een groter risico op morbiditeit en mortaliteit dan andere besproken methoden10,15. Kennis van de kritieke en precaire fasen van de procedure kan helpen bij de bemiddeling van dit verhoogde risico.
Grote voorzichtigheid moet worden betracht bij het manipuleren van het hart om de harttop bloot te leggen vanwege het hoge risico op aritmie en het bijbehorende hemodynamische compromis. Continue invasieve bloeddrukmeting en elektrocardiografie zorgen voor een snelle identificatie van hypotensie of onstabiele aritmieën, waardoor snelle interventie en correctie mogelijk wordt. Voorbijgaande hypotensie kan over het algemeen worden behandeld met metaraminolbolussen. Aanhoudende hypotensie kan worden getemporiseerd door de inhalatie-anesthetica te verminderen (zorgvuldige controle van de anesthesiediepte) en een vasopressorinfusie te starten, terwijl tegelijkertijd de oorzaak van de veranderde hemodynamica wordt bepaald. Instabiele aritmieën, zoals ventriculaire tachycardie of ventriculaire fibrillatie, kunnen worden behandeld door elektrische cardioversie met of zonder intraveneuze antiaritmica.
Even belangrijk voor de overleving van dieren is de succesvolle verwijdering van vrij gas uit de pleuraholte voordat de borstkas wordt gesloten. Als u dit niet doet, kan dit leiden tot het ontwikkelen van een pneumothorax, waardoor het dier een groot risico loopt op ademhalingsproblemen en overlijden zodra het bij herstel wordt losgekoppeld van de mechanische ventilator. De positieve luchtwegdruk moet gedurende ten minste 30 s worden gehandhaafd totdat er geen bubbels meer worden waargenomen. De siliconenslang wordt onmiddellijk verwijderd bij het stoppen met borrelen en de thorax wordt dan snel gesloten. Het is ook mogelijk om chirurgisch een thoracostomiebuis bij sluiting te plaatsen, waardoor de lucht en ontstekingsvloeistof in de komende 24-72 uur handmatig kunnen worden verwijderd. Dit is echter moeilijk schoon en intact te houden, vooral als dieren samen worden gehuisvest. Beschadiging of besmetting van de buis kan leiden tot pyothorax, pneumothorax of sepsis. Onze ervaring is dat het inbrengen van een tijdelijke thoraxdrain niet nodig is als het vrije gas voldoende is verwijderd voordat de borstkas wordt gesloten.
Percutane transendocardiale intramyocardiale injectie Deze methode van therapeutische toediening heeft het voordeel dat lokale weefselafgifte mogelijk is met een lager risico vanwege het minder invasieve karakter ervan in vergelijking met een chirurgische benadering10,14. Deze techniek wordt al gebruikt in grote dierstudies, met zowel fluoroscopie als elektromechanische mapping als leidraad bij gebrek aan directe visualisatie10,16,17.
Aangezien het hart niet direct zichtbaar is, is het verstandig voor de procedurele arts om orthogonale fluoroscopische beelden te gebruiken bij het selecteren van een injectieplaats. Bovendien is de injectie van verdund jodiumcontrast vóór en toediening van het geneesmiddel uiterst waardevol bij het bevestigen van myocardcontact. Gepast contact kan worden bevestigd door het observeren van een karakteristieke 'myocardiale blos', die een van de weinige markers kan zijn van het succes van de injectie voorafgaand aan de weefseloogst. Vanwege het risico op kamerperforatie wordt ook aanbevolen om de dikte van de myocardwand op de geselecteerde injectieplaats groter te zijn dan 9 mm14,16.
Halsslagader veneuze osmotische minipomp De osmotische minipomp is een populair apparaat dat vaak wordt gebruikt in studies met kleine dieren. Er is steeds meer belangstelling voor het gebruik van dit apparaat in grote diermodellen 7,18,19, gezien het unieke voordeel van het toedienen van een therapeutisch middel met een consistente snelheid gedurende een bepaalde periode. Een mogelijke beperking van deze methode is het onvermogen om de infusiesnelheid van het geneesmiddel te wijzigen of te stoppen zonder de pomp te vervangen of te verwijderen. Dit moet worden overwogen voordat de therapie op deze manier wordt getest.
Deze studie toonde aan dat deze methode kon worden uitgevoerd met een hoog slagingspercentage bij varkens, met een lage morbiditeit en mortaliteit. Opgemerkt moet worden dat veel vitale structuren grenzen aan de operatieplaats, waaronder lymfeklieren, de thymus en de halsslagader. Het naleven van de methode en het raadplegen van anatomische teksten20 worden sterk aanbevolen om onbedoelde schade aan een van deze structuren te voorkomen. De meest zorgwekkende complicatie van deze methode is hemorragische shock als gevolg van onbedoeld letsel aan de halsader of een omliggende structuur. Het is daarom van cruciaal belang dat het zachte weefsel rond de halsader zorgvuldig wordt verwijderd. Als u deze stap niet correct uitvoert, kan dit leiden tot problemen bij het plaatsen van de minipompslang of het beheersen van onbedoelde bloedingen.
Dit artikel heeft drie methoden beschreven voor de toediening van cardioactieve therapieën. Ondanks het gerapporteerde succes van elke techniek, zijn er inherente beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden. Invasieve procedures (transepicardiale injectie) zorgen voor een grotere nauwkeurigheid van therapeutische toediening; Ze brengen echter een groter risico op mogelijk fatale complicaties met zich mee. Bovendien vereist invasieve bevalling meer technische vaardigheden om het risico op complicaties te minimaliseren. Evenzo vereist fluoroscoopische, transendocardiale injectie een zekere mate van technische vaardigheid voor katheterisatie en manipulatie van hardware. Als deze methode niet goed wordt uitgevoerd, zijn injectiefalen en fatale complicaties mogelijk.
De beschreven directe injectiemethoden maken het mogelijk om eenmalig een therapeutisch middel in het doelweefsel toe te dienen. De halsslagaderige osmotische minipomp maakt de systemische toediening van een therapeutisch middel gedurende een periode van 7 dagen mogelijk. Relatief gezien is deze methode eenvoudiger en gaat ze gepaard met minder risico, maar het is afhankelijk van een systemische therapie die zijn weg vindt naar het myocardium. Bovendien is het, als de pomp eenmaal op zijn plaats zit, onmogelijk om de toediening te staken of het dosistempo te wijzigen zonder het dier opnieuw te verdoven en de pomp te verwijderen.
Alle methoden die in dit artikel worden beschreven, zijn uitgevoerd op dieren op de dag of 2 weken na een hartinfarct. Daarom kan dit werk het succes van genoemde methoden niet rapporteren bij gezonde dieren of dieren die zijn onderworpen aan een alternatieve cardiale pathologie. Ten slotte moeten de farmacologie en biotechnologie van elk beoogd middel zorgvuldig worden overwogen, aangezien dit inherent gekoppeld zal zijn aan de werkzaamheid van de gekozen toedieningsroute. Een gedetailleerde bespreking hiervan valt buiten het bestek van dit manuscript.
Uitgebreide afbeeldingen van preklinische methoden komen het dierenwelzijn en de bredere wetenschappelijke gemeenschap ten goede. De resulterende verbeterde reproduceerbaarheid van procedures en resultaten leidt tot minder complicaties op het gebied van diergezondheid, minder dieren die nodig zijn om significante resultaten te produceren en meer vertrouwen in experimentele resultaten21,22. In dit artikel worden drie methoden voor toediening van nieuwe therapieën beschreven voor de behandeling van een hartinfarct in een varkensmodel. Door de gebruikte technieken in detail te beschrijven en de voordelen en risico's van elk te verwoorden, wordt verwacht dat onderzoekers in staat zullen zijn om comfortabel consistente en betrouwbare preklinische modellen te creëren die passen bij hun onderzoeksdoelen.

Coronaire hartziekte (CAD) en geassocieerd ST-elevatie myocardinfarct (STEMI) zijn wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaken. In de afgelopen twee decennia is grote vooruitgang geboekt bij het terugdringen van de sterfte in het ziekenhuis van patiënten met STEMI, door de komst van percutane coronaire interventie, fibrinolytische therapieën en standaardisatie van behandelingsalgoritmen om ervoor te zorgen dat reperfusie tijdig wordt bereikt 1,2,3. Desondanks blijft de morbiditeit die gepaard gaat met STEMI een aanzienlijke last, waardoor er een grote behoefte ontstaat aan de ontwikkeling van nieuwe cardioprotectieve en regeneratieve therapieën 2,3. Een essentieel onderdeel van de therapeutische ontwikkeling is het bepalen van de wijze waarop een nieuwe therapie moet worden toegediend4. De veiligheid, werkzaamheid en haalbaarheid van elke methode moeten worden afgestemd op de kenmerken van de therapie zelf.
Fysiologisch relevante grote diermodellen zijn van cruciaal belang bij het beoordelen van deze kenmerken van verschillende therapeutische toedieningsstrategieën5. Vanwege hun overeenkomsten met mensen in cardiovasculaire fysiologie, coronaire vasculaire anatomie en verhouding tussen hartgewicht en lichaamsgewicht, is varkens een van de voorkeurssoorten in de preklinische evaluatie van nieuwe therapieën voor een hartinfarct. We hebben eerder een STEMI-model voor varkens gebruikt om het herstellende vermogen van een recombinante eiwittherapie aan te tonen7, en blijven nieuwe farmacologische, cellulaire en genetische therapieën onderzoeken met behulp van dit model. Hier worden drie technieken van therapeutische toediening beschreven die worden gebruikt in varkensmodellen na het ontstaan van een infarct: thoracotomie en transepicardiale injectie, percutane transendocardiale injectie en jugulaire veneuze osmotische minipompimplantatie. De eerste twee methoden maken lokale weefselafgifte mogelijk, waardoor de vereiste doseringen, off-target effecten en hepatisch first-pass-metabolisme worden verlaagd 8,9,10. De osmotische minipomp maakt een continue toediening mogelijk van een medicijn met een korte halfwaardetijd, waardoor de afhankelijkheid van een infuuspomp en een gepatenteerde intraveneuze canule teniet wordt gedaan, die beide moeilijk in te voeren zijn in grote diermodellen.
Door deze technieken te beschrijven, wordt gehoopt dat dit artikel translationele wetenschappers kan helpen bij het onderzoeken van nieuwe cardioprotectieve of regeneratieve middelen na een hartinfarct in grote diermodellen.

<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

Myocardinfarct is wereldwijd een van de belangrijkste doodsoorzaken en invaliditeit, en er is dringend behoefte aan nieuwe cardioprotectieve of regeneratieve strategieën. Een essentieel onderdeel van de ontwikkeling van geneesmiddelen is het bepalen hoe een nieuw therapeutisch middel moet worden toegediend. Fysiologisch relevante grote diermodellen zijn van cruciaal belang bij het beoordelen van de haalbaarheid en werkzaamheid van verschillende therapeutische toedieningsstrategieën. Vanwege hun overeenkomsten met mensen in cardiovasculaire fysiologie, coronaire vasculaire anatomie en verhouding tussen hartgewicht en lichaamsgewicht, is varkens een van de voorkeurssoorten in de preklinische evaluatie van nieuwe therapieën voor een hartinfarct. Dit protocol beschrijft drie methoden voor het toedienen van cardioactieve therapeutische middelen in een varkensmodel. Na percutaan geïnduceerd myocardinfarct kregen vrouwelijke landrasvarkens een behandeling met nieuwe middelen door middel van: (1) thoracotomie en transepicardiale injectie, (2) transendocardiale injectie op basis van katheter, of (3) intraveneuze infusie via een osmotische minipomp van de halsader. De procedures die voor elke techniek worden gebruikt, zijn reproduceerbaar, wat resulteert in een betrouwbare cardioactieve medicijnafgifte. Deze modellen kunnen eenvoudig worden aangepast aan individuele onderzoeksontwerpen, en elk van deze toedieningstechnieken kan worden gebruikt om een verscheidenheid aan mogelijke interventies te onderzoeken. Daarom zijn deze methoden een nuttig hulpmiddel voor translationele wetenschappers die nieuwe biologische benaderingen nastreven voor hartherstel na een hartinfarct.

Thoracotomie en epicardiale celinjectie Van de 29 dieren die thoracotomie en epicardiale injectie ondergingen, overleefden er 26. Histologische analyse bevestigde de implantatie van menselijke cellen die met deze methode werden toegediend in alle overlevende dieren (Figuur 1E). Eén dier kreeg fatale hartritmestoornissen tijdens celinjectie en kon niet worden gereanimeerd. Een ander ondervond pulsloze elektrische activiteit tijdens het sluiten en langdurig uitoefenen van positieve druk op de luchtwegen en kon niet worden hersteld. Een derde dier braakte en kreeg een ademstilstand bij extubatie. Dit dier kon niet worden gereanimeerd.
Twee dieren ondervonden grote complicaties, maar konden worden hersteld. Eén dier ontwikkelde ventriculaire fibrillatie tijdens intramyocardiale injectie en kon worden gereanimeerd met inwendige defibrillatiepeddels en hartmassage. Het tweede dier braakte bij extubatie en had een korte ademstilstand, maar kon snel opnieuw worden geïntubeerd en herstelde goed. Al deze gebeurtenissen deden zich voor tijdens vroege experimenten, met minder bijwerkingen naarmate de teamervaring met het protocol toenam (tabel 1).
Implantatie van osmotische minipomp van de halsader Er werden geen gerapporteerde mortaliteit of ernstige complicaties geassocieerd met implantatie van een halsslagader osmotische minipomp. De meeste van de zeven dieren ervoeren binnen de eerste 24 uur een milde zwelling op de plaats van de operatie, die zonder tussenkomst verdween. ELISA uitgevoerd op serum op dag 3 na implantatie van de pomp toonde de werkzaamheid van de pomp aan, waarbij een significante bloedconcentratie van van bloedplaatjes afgeleide groeifactor-AB humaan (PDGF-AB) werd bereikt in vergelijking met controles7 (Figuur 2E).
Percutane transendocardiale injectie In totaal kregen 22 dieren endocardiale injecties. Van deze injecties werden er 17 als 'succesvol' beschouwd, bepaald door fluorescentie of inktkleuring die bij postmortem in het doelweefsel werd waargenomen (figuur 3B). Er waren geen sterfgevallen in verband met deze procedure. Eén dier ontwikkelde een pericardiale effusie met een klein volume door perforatie van de rechterventrikel. Dit was zelfbeperkend en resulteerde niet in cardiovasculaire compromittering. Ditzelfde dier stierf; Dit was echter het gevolg van een niet-gerelateerde aanvullende procedure na de intramyocardiale injectie.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig01.jpg"> Figuur 1: Transepicardiale cardiomyocyteninjectie maakt directe cardiale visualisatie mogelijk en bereikt een hoog percentage levensvatbare cellen dat aan het myocardium wordt afgeleverd. (A) De harttop wordt blootgelegd door een bevochtigde gaasband die onder de basis van het hart wordt geleid. (B) Een epicardiale mappingkatheter bakent litteken- en grenszones af en annoteert injectieplaatsen. (C) Een naald van 31 G wordt gebruikt om transepicardieel cellen in het myocardium te injecteren. (D) Epicardiale spanningskaart met annotatie op de injectieplaats. Paars: normale spanning, gezond myocardium; Rood: abnormale spanning, ziek myocardium; Grijze stippen: injectieplaatsen. Na het offeren wordt het hart verzameld en formaline gefixeerd voor stroomafwaartse histologische beoordeling. In (E) worden geënte menselijke cellen gedetecteerd door immunokleuring voor het menselijke antinucleaire antilichaam, Ku80, en een anti-GFP-antilichaam. Schaalbalk = 200 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig02.jpg"> Afbeelding 2: Het inbrengen van een minipomp van de halsader biedt een veilige en betrouwbare methode voor PDGF-toediening gedurende een periode van 7 dagen . (A) De rechter halsader wordt blootgelegd en zacht weefsel wordt uit het bloedvat verwijderd. (B) Vasculaire banden sluiten het vat af terwijl een naald van 14 G wordt gebruikt om een punctie te maken, waardoor de minipompslang wordt geregen. (C) De minipompslang wordt in de ader gebracht en het minipomplichaam wordt vastgemaakt aan aangrenzend zacht weefsel. (D) Het minipomplichaam en de slang voorafgaand aan de implantatie. (E) De serumconcentratie van het recombinante eiwit dat via de minipomp en de PDGF-AB werd toegediend, werd gemeten met behulp van ELISA van elk dier op dag 3 na implantatie. Van dieren die PDGF-AB kregen, werd aangetoond dat ze een significant hogere bloedconcentratie van PDGF-AB hadden dan controledieren, wat de werkzaamheid van de osmotische minipomptoedieningsmethode bevestigt. **geeft een statistisch significant verschil tussen groepen aan (p = 0,005, Mann-Whitney U-test) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig03.jpg"> Figuur 3: Transendocardiale intramyocardiale injectie maakt een minimaal invasieve therapeutische toedieningsmethode mogelijk. (A) Een rechter voorste schuine fluoroscopische afbeelding waarop te zien is dat de injectiekatheter (witte pijl) contrastmateriaal (gele pijl) toedient in het myocardium. De injectie van contrastmateriaal gaat zowel vooraf aan als volgt op de therapeutische injectie, zodat de plaatsing van de naald in het myocardium kan worden bevestigd. (B) De geïnjecteerde vector bracht groen fluorescerend eiwit (GFP) tot expressie, zodat geïnjecteerd materiaal zou fluoresceren bij weefselafname, waardoor het succes van de injectie werd bevestigd. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>Transepicardiale injectie (n = 29)</td>
			<td>Transendocardiale injectie (n = 22)</td>
			<td>Osmotische minipomp (n = 7)</td>
		</tr><tr><td>Mortaliteit</td>
			<td>3</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Postoperatief braken en ademstilstand</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Ventriculaire fibrillatie tijdens injectie</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Pulsloze elektrische activiteit tijdens het sluiten van de borstkas</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Morbiditeit</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>Pleurale effusie</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Perforatie van de hartkamer</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Bloeding</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr></tbody></table>Tabel 1: Lijst met complicaties.

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

Dit protocol beschrijft drie methoden voor het toedienen van cardioactieve therapeutische middelen in een varkensmodel. Vrouwelijke landrasvarkens werden behandeld door middel van: (1) thoracotomie en transepicardiale injectie, (2) transendocardiale injectie op basis van katheter, of (3) intraveneuze infusie via halsaderosmotische minipomp.

Levering van cardioactieve therapieën in een model voor een myocardinfarct bij varkens

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

Acuut myocardinfarct in ratten

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

MRI en PET in muismodellen van myocardinfarct

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

Myocardinfarct en Functional Outcome Assessment in 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.

Een Hydrogel Construct en fibrine-gebaseerde lijm Aanpak Therapeutics leveren in een Murine myocardinfarct 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

Primaire Outcome Assessment in een Varken Model acuut myocardinfarct

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

Myocardinfarct bij pasgeboren muizen, een model van 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

Verbetering van een gesloten borst varkens myocardiaal infarct Model door standaardisatie van weefsel en bloed bemonsteringsprocedures

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

Een Cryoblessure model om myocardinfarct in de muis te bestuderen

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

Vaststelling van een varkensmodel van post-myocard hartinfarct voor stamcelbehandeling

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

Intramyocardtransplantatie van MSC-Loading Injecteerbare Hydrogels na myocardinfarct in een 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 ...