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

Detta arbete finansierades av anslag från National Health and Medical Research Council APP1194139/APP1126276 (JC), National Stem Cell Foundation of Australia och New South Wales Government Office of Health and Medical Research (JC). DS stöddes av Royal Australasian College of Physicians, Institute of Clinical Pathology and Medical Research och Australian Government Research Training Program. TD stöddes av Institute of Clinical Pathology and Medical Research, Penfolds Family Scholarship, National Health and Medical Research Council (APP2002783) och 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>

Författarna har inget att avslöja.

Transepikardiell intramyokardinjektion Denna procedur har fördelen av direkt hjärtvisualisering och har visat sig ge större lokal retention av terapier än systemiska administreringsmetoder 9,10,14. Torakotomier är dock invasiva, kräver stor teknisk skicklighet och utgör en större risk för sjuklighet och dödlighet än andra metoder som diskuterats10,15. Kunskap om de kritiska och osäkra stadierna i förfarandet kan hjälpa till att hantera denna ökade risk.
Stor försiktighet måste iakttas vid manipulering av hjärtat för att exponera hjärtats apex på grund av den höga risken för arytmi och tillhörande hemodynamisk kompromettering. Kontinuerlig invasiv blodtrycksövervakning och elektrokardiografi möjliggör snabb identifiering av hypotoni eller instabila arytmier, vilket underlättar snabbt ingripande och korrigering. Övergående hypotoni kan i allmänhet behandlas med metaraminolbolusar. Ihållande hypotoni kan temporeras genom att minska inhalationsanestesien (noggrann övervakning av anestesidjupet) och påbörja en vasopressorinfusion, samtidigt som orsaken till förändrad hemodynamik fastställs. Instabila arytmier, såsom kammartakykardi eller kammarflimmer, kan behandlas med elkonvertering med eller utan intravenösa antiarytmika.
Lika viktigt för djurens överlevnad är att framgångsrikt avlägsna fri gas från pleurahålan innan bröstkorgen stängs. Om man inte gör det kan det leda till att man utvecklar en pneumothorax, vilket gör att djuret löper stor risk att drabbas av andningsproblem och dö när det kopplas bort från den mekaniska respiratorn vid återhämtning. Det positiva luftvägstrycket måste bibehållas i minst 30 s tills bubblor inte längre observeras. Silikonslangen avlägsnas omedelbart när bubblingen upphör, och bröstkorgen stängs sedan snabbt. Det är också möjligt att kirurgiskt placera en torakostomisond vid stängning, vilket möjliggör manuellt avlägsnande av luft och inflammatorisk vätska under de kommande 24-72 timmarna. Detta är dock svårt att hålla rent och intakt, särskilt om djuren hålls tillsammans. Skada eller kontaminering av sonden kan leda till pyothorax, pneumothorax eller sepsis. Enligt vår erfarenhet är det inte nödvändigt att sätta in ett tillfälligt thoraxdränage om fri gas avlägsnas tillräckligt innan bröstkorgen stängs.
Perkutan transendokardiell intramyokardinjektion Fördelen med denna metod är att den möjliggör lokal vävnadstillförsel med lägre risk på grund av dess mindre invasiva karaktär jämfört med en kirurgisk metod10,14. Denna teknik används redan i stordjursstudier, med både fluoroskopi och elektromekanisk kartläggning som vägledning i avsaknad av direkt visualisering10,16,17.
Med tanke på att hjärtat inte är under direkt syn, är det klokt för proceduralisten att använda ortogonala fluoroskopiska vyer när han väljer ett injektionsställe. Dessutom är injektion av utspädd jodkontrast före och leverans av läkemedlet extremt värdefullt för att bekräfta myokardkontakt. Lämplig kontakt kan bekräftas genom att observera en karakteristisk "myokardrodnad", som kan vara en av de enda markörerna för lyckad injektion före vävnadsskörd. På grund av risken för kammarperforering rekommenderas också att myokardväggens tjocklek vid det valda injektionsstället är större än 9 mm14,16.
Jugulär venös osmotisk minipump Den osmotiska minipumpen är en populär enhet som ofta används i smådjursstudier. Det har funnits ett ökande intresse för att använda denna enhet i stora djurmodeller 7,18,19, med tanke på dess unika fördel att administrera ett terapeutiskt medel i en jämn takt under en viss tidsperiod. En möjlig begränsning av denna metod är oförmågan att ändra eller stoppa infusionshastigheten av läkemedlet utan att byta ut eller ta bort pumpen. Detta bör övervägas innan man provar behandling på detta sätt.
Denna studie visade att denna metod kunde utföras med en hög framgångsfrekvens i svin, med låg sjuklighet och dödlighet. Det måste noteras att många vitala strukturer ligger intill operationsstället, inklusive lymfkörtlar, bräss och halspulsådern. Att följa metoden och konsultera anatomiska texter20 rekommenderas starkt för att förhindra oavsiktlig skada på någon av dessa strukturer. Den mest oroande komplikationen av denna metod är hemorragisk chock på grund av oavsiktlig skada på halsvenen eller en omgivande struktur. Det är därför viktigt att den mjuka vävnaden som omger halsvenen avlägsnas försiktigt. Om detta steg inte slutförs korrekt kan det leda till svårigheter att placera minipumpslangen eller kontrollera oavsiktlig blödning.
Den här artikeln har beskrivit tre metoder för leverans av kardioaktiva läkemedel. Trots den rapporterade framgången för varje teknik finns det inneboende begränsningar att ta hänsyn till. Invasiva procedurer (transepikardiell injektion) möjliggör ökad noggrannhet i terapeutisk leverans; De medför dock en större risk för potentiellt dödliga komplikationer. Dessutom har invasiv förlossning ett större krav på teknisk kompetens för att minimera risken för komplikationer. På samma sätt kräver fluoroskopstyrd, transendokardiell injektion en viss grad av teknisk skicklighet för kateterisering och manipulering av hårdvara. Om denna metod utförs felaktigt kan injektionsfel och dödliga komplikationer uppstå.
De beskrivna direktinjektionsmetoderna gör det möjligt att administrera ett läkemedel vid ett enstaka tillfälle i målvävnaden. Den jugularvenösa osmotiska minipumpen möjliggör systemisk administrering av en terapeutisk behandling under en 7-dagarsperiod. Jämförelsevis är denna metod enklare och förknippad med mindre risk, men den bygger på att en systemisk terapi hittar sin väg till hjärtmuskeln. När pumpen väl är på plats är det dessutom omöjligt att avbryta administreringen eller ändra dosraten utan att bedöva djuret på nytt och ta bort pumpen.
Alla metoder som beskrivs i denna artikel utfördes på djur dagen eller 2 veckor efter hjärtinfarkt. Därför kan detta arbete inte rapportera framgången med nämnda metoder hos friska djur eller djur som utsätts för en alternativ hjärtpatologi. Slutligen bör farmakologi och bioteknik för alla avsedda medel övervägas noggrant, eftersom detta i sig kommer att vara kopplat till effektiviteten hos den valda leveransvägen. En detaljerad diskussion om detta ligger utanför ramen för detta manuskript.
Omfattande skildringar av prekliniska metoder gynnar djurens välbefinnande och det bredare vetenskapliga samfundet. Den resulterande förbättrade reproducerbarheten av förfaranden och resultat leder till färre djurhälsokomplikationer, minskat antal djur som krävs för att producera betydande resultat och större förtroende för experimentella resultat21,22. Tre metoder för administrering av nya läkemedel beskrivs i denna artikel för behandling av hjärtinfarkt i en svinmodell. Genom att beskriva de tekniker som används och formulera fördelarna och riskerna med var och en, förväntas det att forskare bekvämt kommer att kunna skapa konsekventa och tillförlitliga prekliniska modeller som passar deras forskningsmål.

Kranskärlssjukdom (CAD) och tillhörande hjärtinfarkt med ST-höjning (STEMI) är de vanligaste dödsorsakerna i världen. Under de senaste två decennierna har stora framsteg gjorts när det gäller att minska dödligheten på sjukhus hos patienter med STEMI, genom tillkomsten av perkutan koronarintervention, fibrinolytiska terapier och standardisering av behandlingsalgoritmer för att säkerställa att reperfusion uppnås i tid 1,2,3. Trots detta är sjukligheten i samband med STEMI fortfarande en betydande börda, vilket skapar ett stort behov av att utveckla nya hjärtskyddande och regenerativa terapier 2,3. En viktig del av den terapeutiska utvecklingen är att bestämma hur en ny behandlingska administreras. Säkerheten, effektiviteten och genomförbarheten för varje metod måste matchas med egenskaperna hos själva behandlingen.
Fysiologiskt relevanta stordjursmodeller är avgörande för att bedöma dessa egenskaper hos olika terapeutiska leveransstrategier5. På grund av deras likheter med människor i kardiovaskulär fysiologi, kranskärlsanatomi och hjärtvikt i förhållande till kroppsvikt är svin en av de föredragna arterna i den prekliniska utvärderingen av nya terapier för hjärtinfarkt6. Vi har tidigare använt en STEMI-modell från svin för att demonstrera den reparativa kapaciteten hos en rekombinant proteinterapi7, och fortsätter att undersöka nya farmakologiska, cellulära och genetiska terapier med hjälp av denna modell. Här beskrivs tre tekniker för terapeutisk administrering som används i svinmodeller efter att infarkt bildats: torakotomi och transepikardiell injektion, perkutan transendokardiell injektion och jugular venös osmotisk minipumpimplantation. De två första metoderna möjliggör lokal vävnadstillförsel, vilket minskar nödvändiga doser, off-target-effekter och levermetabolism 8,9,10. Den osmotiska minipumpen möjliggör kontinuerlig tillförsel av ett läkemedel med kort halveringstid, vilket gör att man inte längre behöver förlita sig på en infusionspump och en patenterad intravenös kanyl, som båda är utmanande att införa i stora djurmodeller.
Genom att beskriva dessa tekniker hoppas vi att denna artikel kan hjälpa translationella forskare att undersöka nya hjärtskyddande eller regenerativa medel efter hjärtinfarkt i stora djurmodeller.

<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

Hjärtinfarkt är en av de främsta orsakerna till dödsfall och funktionshinder i världen, och det finns ett akut behov av nya hjärtskyddande eller regenerativa strategier. En viktig del av läkemedelsutvecklingen är att bestämma hur en ny behandling ska administreras. Fysiologiskt relevanta stordjursmodeller är av avgörande betydelse för att bedöma genomförbarheten och effektiviteten av olika terapeutiska leveransstrategier. På grund av deras likheter med människor i kardiovaskulär fysiologi, kranskärlsanatomi och hjärtvikt i förhållande till kroppsvikt är svin en av de föredragna arterna i den prekliniska utvärderingen av nya terapier för hjärtinfarkt. Detta protokoll beskriver tre metoder för administrering av kardioaktiva terapeutiska medel i en svinmodell. Efter perkutan inducerad hjärtinfarkt behandlades honsvinen av lantras med nya medel genom antingen: (1) torakotomi och transepikardiell injektion, (2) kateterbaserad transendokardiell injektion eller (3) intravenös infusion via jugularvenosmotisk minipump. De procedurer som används för varje teknik är reproducerbara, vilket resulterar i tillförlitlig kardioaktiv läkemedelstillförsel. Dessa modeller kan enkelt anpassas för att passa individuella studiedesigner, och var och en av dessa leveranstekniker kan användas för att undersöka en mängd olika möjliga interventioner. Därför är dessa metoder ett användbart verktyg för translationella forskare som söker nya biologiska metoder för hjärtreparation efter hjärtinfarkt.

Thorakotomi och epikardiell cellinjektion Av de 29 djur som genomgick torakotomi och epikardiell injektion överlevde 26. Histologisk analys bekräftade att humana celler som levererats med denna metod var invecklade hos alla överlevande djur (figur 1E). Ett djur drabbades av dödliga arytmier under cellinjektionen och kunde inte återupplivas. En annan upplevde pulslös elektrisk aktivitet under stängning och långvarig applicering av övertryck i luftvägarna och kunde inte återhämta sig. Ett tredje djur både kräktes och fick andningsstillestånd vid extubation. Detta djur kunde inte återupplivas.
Två djur drabbades av stora komplikationer men kunde återhämta sig. Ett djur utvecklade ventrikelflimmer under intramyokardinjektion och kunde återupplivas med interna defibrilleringspaddlar och hjärtmassage. Det andra djuret kräktes vid extubation och fick ett kort andningsstillestånd men kunde snabbt återintuberas och återhämta sig väl. Alla dessa händelser inträffade under tidiga experiment, med färre biverkningar i takt med att teamets erfarenhet av protokollet ökade (tabell 1).
Implantation av osmotisk minipump i halsvenen Ingen rapporterad mortalitet eller större komplikationer var förknippade med jugulär osmotisk minipumpimplantation. De flesta av de sju djuren upplevde en mild svullnad vid operationsstället inom de första 24 timmarna, som försvann utan ingrepp. ELISA utfört på serum dag 3 efter pumpimplantation visade pumpens effekt och uppnådde en signifikant blodkoncentration av trombocythärledd tillväxtfaktor-AB human (PDGF-AB) i blodet jämfört med kontroller7 (figur 2E).
Perkutan transendokardiell injektion Totalt 22 djur fick endokardiella injektioner. Av dessa injektioner ansågs 17 vara "framgångsrika", vilket bestämdes genom fluorescens eller bläckfärgning som observerades i målvävnaden vid obduktion (Figur 3B). Det förekom ingen dödlighet i samband med detta ingrepp. Ett djur utvecklade en liten volym perikardiell utgjutning från höger kammares perforation. Detta var självbegränsande och resulterade inte i kardiovaskulär kompromiss. Samma djur dog; Detta berodde dock på en orelaterad ytterligare procedur efter den intramyokardinjektionen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig01.jpg"> Figur 1: Transepikardiell kardiomyocytinjektion möjliggör direkt hjärtvisualisering och uppnår en hög andel livskraftiga celler som levereras till hjärtmuskeln. (A) Hjärtats spets exponeras genom en fuktad gasbinda som förs under hjärtats bas. (B) En epikardiell kartläggningskateter avgränsar ärr- och gränszoner och kommenterar injektionsställen. C) En nål på 31 G används för att transepikardiellt injicera celler i hjärtmuskeln. (D) Epikardiell spänningskarta med anteckning om injektionsstället. Lila: normal spänning, friskt myokardium; Röd: onormal spänning, sjukt myokardiet; Grå prickar: injektionsställen. Efter avlivning samlas hjärtat in och formalinfixeras för histologisk bedömning nedströms. I (E) detekteras transplanterade humana celler genom immunfärgning för den humana antinukleära antikroppen, Ku80, och en anti-GFP-antikropp. Skalstapel = 200 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig01large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig02.jpg"> Figur 2: Insättning av minipump i halsvenen ger en säker och tillförlitlig metod för PDGF-tillförsel under en 7-dagarsperiod . (A) Den högra halsvenen exponeras och mjukvävnad rensas bort från kärlet. (B) Kärlband täpper till kärlet medan en 14 G nål används för att göra en punktering, genom vilken minipumpslangen träs. (C) Minipumpslangen förs in i venen och minipumpkroppen är fäst vid intilliggande mjukvävnad. (D) Minipumpkroppen och slangen före implantation. (E) Serumkoncentrationen av det rekombinanta proteinet som levererades via minipumpen och PDGF-AB mättes med ELISA från varje djur dag 3 efter implantationen. Djur som fick PDGF-AB visade sig ha en signifikant högre blodkoncentration av PDGF-AB än kontrolldjur, vilket bekräftar effekten av den osmotiska minipumpadministreringsmetoden. **betecknar en statistiskt signifikant skillnad mellan grupperna (p = 0,005, Mann-Whitney U-test) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig02large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64177/64177fig03.jpg"> Figur 3: Transendokardiell intramyokardinjektion möjliggör en minimalt invasiv terapeutisk administreringsmetod. A) En höger främre sned fluoroskopisk bild som visar injektionskatetern (vit pil) som administrerar kontrastmedel (gul pil) i myokardium. Kontrastmedelsinjektionen både föregår och följer den terapeutiska injektionen så att nålens placering i hjärtmuskeln kan bekräftas. (B) Den injicerade vektorn uttryckte grönt fluorescerande protein (GFP) så att det injicerade materialet fluorescerade vid vävnadsinsamling, vilket bekräftade att injektionen lyckades. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64177/64177fig03large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna figur.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>Transepikardiell injektion (n = 29)</td>
			<td>Transendokardiell injektion (n = 22)</td>
			<td>Osmotisk minipump (n = 7)</td>
		</tr><tr><td>Dödlighet</td>
			<td>3</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Postoperativa kräkningar och andningsstillestånd</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Ventrikulärt flimmer under injektion</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Pulslös elektrisk aktivitet under bröststängning</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Sjuklighet</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>Pleuravätska</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Perforering av hjärtkammare</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Blödning</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr></tbody></table>Tabell 1: Lista över 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

Detta protokoll beskriver tre metoder för administrering av kardioaktiva terapeutiska medel i en svinmodell. Lantrashonor behandlades antingen: (1) torakotomi och transepikardiell injektion, (2) kateterbaserad transendokardiell injektion eller (3) intravenös infusion via jugularvenosmotisk minipump.

Leverans av kardioaktiva läkemedel i en modell för hjärtinfarkt hos svin

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

Akut hjärtinfarkt hos råttor

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

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

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

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Hjärtinfarkt och bedömning Funktionell Utfall i Grisar

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

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

En hydrogel Konstruera och Fibrin baserat lim metoden att leverera Therapeutics i en murin hjärtinfarkt modell.

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

Primära effektvariabeln i en grismodell av akut hjärtinfarkt

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

Myocardial Infarction in Neonatal Mice, A Model of Cardiac Regeneration

Hjärtinfarkt i neonatala möss, en modell av Cardiac Regeneration

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

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

Förbättring av en sluten bröstet svin hjärtinfarkt modell av standardisering av vävnad och blod provtagningsmetoder

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 Kryoskademodell för att studera hjärtinfarkt i mus

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

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

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

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

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

Intramyocardial Transplantation av MSC-loading injicerbara hydrogeler efter hjärtinfarkt i en Murine Modell

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