Name: chronic ovine model of right ventricular failure and functional tricuspid regurgitation
Uploaded: 2023-03-17T13:40:00
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この研究は、スペクトラムヘルスのMeijer Heart and Vascular Instituteからの内部助成金によって資金提供されました。

このプロトコルは、ミシガン州立大学の施設動物管理および使用委員会(IACUC)によって承認されました(プロトコル2020-035、2020年7月27日に承認)。この研究では、体重62±7 kgの成体雄羊20頭を使用しました。
1.術前のステップ
<ol><li>手術の12時間前(一晩)に動物を絶食させる。</li>
	<li>動物を羊の椅子に置き(図1)、長い11 Frイントロデューサ?...

<ol>
	<li>Haddad, F., Hunt, S. A., Rosenthal, D. N., Murphy, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+ventricular+function+in+cardiovascular+disease,+part+I:+Anatomy,+physiology,+aging,+and+functional+Assessment+of+the+right+ventricle.">Right ventricular function in cardiovascular disease, part I: Anatomy, physiology, aging, and functional Assessment of the right ventricle.</a> Circulation. 117 (11), 1436-1448 (2008).</li><li>Taramasso, 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=The+growing+clinical+importance+of+secondary+tricuspid+regurgitation.">The growing clinical importance of secondary tricuspid regurgitation.</a> Journal of the American College of Cardiology. 59 (8), 703-710 (2012).</li><li>Mangieri, 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=Mechanism+and+implications+of+the+tricuspid+regurgitation:+From+the+pathophysiology+to+the+current+and+future+therapeutic+options.">Mechanism and implications of the tricuspid regurgitation: From the pathophysiology to the current and future therapeutic options.</a> Circulation: Cardiovascular Interventions. 10 (7), 005043 (2017).</li><li>Otto, C. 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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tricuspid+leaflet+resection+in+an+open+beating+heart+for+the+creation+of+a+canine+tricuspid+regurgitation+model.">Tricuspid leaflet resection in an open beating heart for the creation of a canine tricuspid regurgitation model.</a> Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 22 (2), 149-154 (2016).</li><li>Hoppe, H., 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+technique+for+creation+of+tricuspid+regurgitation+in+an+ovine+model.">Percutaneous technique for creation of tricuspid regurgitation in an ovine model.</a> Journal of Vascular and Interventional Radiology. 18, 133-136 (2007).</li><li>Malinowski, 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=Large+animal+model+of+functional+tricuspid+regurgitation+in+pacing+induced+end-stage+heart+failure.">Large animal model of functional tricuspid regurgitation in pacing induced end-stage heart failure.</a> Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 24 (6), 905-910 (2017).</li><li>Ukita, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+large+animal+model+for+pulmonary+hypertension+and+right+ventricular+failure:+Left+pulmonary+artery+ligation+and+progressive+main+pulmonary+artery+banding+in+sheep.">A large animal model for pulmonary hypertension and right ventricular failure: Left pulmonary artery ligation and progressive main pulmonary artery banding in sheep.</a> Journal of Visualized Experiments. (173), e62694 (2021).</li><li>Dufva, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+arterial+banding+in+mice+may+be+a+suitable+model+for+studies+on+ventricular+mechanics+in+pediatric+pulmonary+arterial+hypertension.">Pulmonary arterial banding in mice may be a suitable model for studies on ventricular mechanics in pediatric pulmonary arterial hypertension.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 23 (1), 66 (2021).</li><li>Verbelen, T., 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=Mechanical+support+of+the+pressure+overloaded+right+ventricle:+An+acute+feasibility+study+comparing+low+and+high+flow+support.">Mechanical support of the pressure overloaded right ventricle: An acute feasibility study comparing low and high flow support.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (4), 615-624 (2015).</li></ol>

このモデルでは、8週間の肺動脈バンディングにより、右心室機能障害の安定した慢性ヒツジモデルが得られ、ほとんどの場合、有意なFTRが得られました。提示された慢性PABモデルの長所には、RV応答への影響は異なる場合がありますが、手順中の正確な後負荷調整が含まれます。このモデルは、肺動脈狭窄の程度によって重症度が変調された、さまざまな程度のRV障害またはFTRを評価するの?...

右心室不全(RVF)は、心臓病患者の罹患率と死亡率に寄与する重要な要因として認識されています。RVFの最も一般的な原因は、左側心臓病と肺高血圧症です1。RVFの進行中に、右心室(RV)機能障害、環状拡張、および弁下リモデリングの結果として、機能的三尖弁逆流(FTR)が発生する可能性があります。中等度から重度のFTRは、死亡率の独立した予測因子であり2,3、三尖弁逆流症例の80%〜90%が本質的に機能的であると推定されています4。FTR自体は、後負荷または前負荷のいずれかに影響を与えることにより、有害な心室リモデリングを促進する可能性があります5。三尖弁は歴史的に忘れられた弁6と考えられており、左側心臓病の治療は関連するRV病理とFTR7を解決すると信じられていました。最近のデータは、これが誤った戦略であることを示しており、現在の臨床ガイドラインは、FTR4へのはるかに積極的なアプローチを提唱しています。しかし、右心室機能障害に関連する重度のFTRの病態生理学はまだよく理解されておらず、最適ではない臨床結果につながります8。RVFの現在利用可能な大型動物モデルは、圧力、体積、または混合過負荷に基づいています。RVFとTRの大型動物モデルについては以前に説明しましたが、急性期のみでした9。
現在の研究は、肺動脈バンディング(PAB)の慢性ヒツジモデルに焦点を当てており、RVの後負荷(圧力過負荷)を増加させ、RV機能障害とFTRを誘発します。後負荷モデルは、微小血管系の変化が予測不可能であり、可能性が高い肺高血圧症モデルと比較して信頼性が高く再現性があります10。この研究の目的は、RVFとFTRの慢性大型動物モデルを開発することでした 左側心臓病と肺高血圧症の患者のRV圧力過負荷を最も正確に模倣します。このようなモデルの確立により、RV機能障害および三尖弁機能不全に関連する心室および弁膜リモデリングの病態生理学に関する詳細な研究が可能になります。ヒツジモデルは、僧帽弁に関する以前の研究と、ヒトとヒツジの心臓の解剖学的および生理学的類似性を支持する公開された文献に基づいて選択されました11,12,13。
この研究では、20匹の成体ヒツジ(62 ± 7 kg)が左開胸術と主肺動脈バンディング(PAB)を受け、収縮期肺動脈圧(SPAP)を少なくとも2倍にし、RV圧過負荷を誘発しました。動物を8週間追跡し、心不全の症状は臨床的に明らかな場合は利尿薬で治療した。RV機能と弁膜能力を評価するために、監視心エコー検査を定期的に実施しました。モデル開発のための実験プロトコルの完了後(8週間)、動物は正中胸骨切開術と心外膜および心臓内構造へのソノマイクロメトリー結晶の移植のために手術室に戻されました。この手順は、心拍動を伴う心肺バイパスおよび両翼制御を用いて行われた。右心支持のための変力剤を必要とせずに、心肺バイパスから動物を引き離したり、安定した定常状態の血行動態環境でソノマイクロメトリーデータを取得したりすることに問題はなかった。近い将来、右開胸術を用いた三尖輪形成術などの右心手術を末期実験と生存実験の両方で実施する予定です。現在の経験から、心肺バイパス術から動物を難なく引き離すことが可能であり、長期生存が可能であると私たちは信じています。そのため、このモデルにより、臨床的に関連する心臓手術の実施が可能になると考えています。以下は、ヒツジ実験プロトコルを実施するために実行されるステップ(周術期および手術)の説明である。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anesthesia Machine Drager Narkomed MRI-2</td>
			<td>Drager</td>
			<td>4116091-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>angiocatheter</td>
			<td>BD</td>
			<td>BD382268</td>
			<td>14GAx8.25cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD ChloraPrep Scrub Teal 26 ml applicator with a sterile solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blade #11</td>
			<td>Bard-Parker</td>
			<td>371111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine&#160;</td>
			<td>HIKMA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cefazolin 1.0g</td>
			<td>Hikma</td>
			<td>0143-9924-90</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diprivan 200mg/20ml</td>
			<td>63323-0269-29</td>
			<td>FRESENIUS KABI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical generator Valleylab Force FX</td>
			<td>Valleylab</td>
			<td>CF5L44233A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentamicin Sulfate 40 mg / mL</td>
			<td>Fresenius</td>
			<td>406365</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>i-Stat Blood analyzer MN 300</td>
			<td>Abbott</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lidocaine HCl 1%</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>243243</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open ligating clip appliers Horizon Medium</td>
			<td>Teleflex</td>
			<td>237061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PERMAHAND Silk Suture</td>
			<td>PERMA HAND</td>
			<td>SA 63H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pinnacle Introducer sheath</td>
			<td>Terrumo</td>
			<td>RSS102</td>
			<td>sheath length 10cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prolene 3-0</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>8684H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium Clips Medium</td>
			<td>Teleflex</td>
			<td>2200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Umbilical tape</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>EFA 1165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VICRYL 2 coated undyed 1X54&#34; TP-1</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>J 880T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vicryl 2-0</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>J269H</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

chronic ovine model of right ventricular failure and functional tricuspid regurgitation

右心室機能障害に関連する重度の機能性三尖弁逆流(FTR)の病態生理は十分に理解されておらず、最適ではない臨床結果につながります。FTRのメカニズムを調べるために、FTRと右心不全の慢性ヒツジモデルの確立に着手しました。20匹の成体雄羊(6〜12ヶ月齢、62±7kg)が左開胸術とベースライン心エコー検査を受けた。肺動脈バンド(PAB)を配置し、主肺動脈(PA)の周りに固定して収縮期肺動脈圧(SPAP)を少なくとも2倍にし、右心室(RV)圧過負荷とRV拡張の兆候を誘発しました。PABは、SPAPを21 ± 2 mmHgから62 ± 2 mmHgに急激に増加させました。動物を8週間追跡し、心不全の症状を利尿薬で治療し、監視心エコー検査を使用して胸水および腹液の採取を評価しました。追跡期間中に3匹の動物が脳卒中、出血、急性心不全のために死亡した。2ヵ月後,胸骨正中切開術,心外エコー検査を施行した.生き残った17匹のうち、3匹が軽度の三尖弁逆流を発症し、3匹が中等度の三尖弁逆流を発症し、11匹が重度の三尖弁逆流を発症した。8週間の肺動脈バンディングの結果、右心室機能障害の安定した慢性ヒツジモデルと有意なFTRが得られました。この大型動物プラットフォームは、RV障害および機能的三尖弁逆流の構造的および分子的基盤をさらに調査するために使用できます。

モデル開発のための実験プロトコルの完了後(ほぼ8週間)、動物は胸骨正中切開術と心外膜および心臓内構造へのソノマイクロメトリー結晶の移植のために手術室に戻されました。この手順は、我々のグループが以前に詳細に説明したように、心拍動および両翼制御を伴う心肺バイパスを用いて行われた9。心肺バイパスから動物を引き離したり、安定した定常状態の血行動態...

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Chronic Ovine Model of Right Ventricular Failure and Functional Tricuspid Regurgitation

右心室不全と機能性三尖弁逆流は、左側の心臓病と肺高血圧症に関連しており、患者の罹患率と死亡率に大きく寄与しています。右心室不全と機能性三尖弁逆流を研究するための慢性ヒツジモデルを確立することは、それらのメカニズム、進行、および可能な治療法を理解するのに役立ちます。

右室不全と機能性三尖弁逆流の慢性ヒツジモデル

The pathophysiology of severe functional tricuspid regurgitation (FTR) associated with right ventricular dysfunction is poorly understood, leading to ...

モデルは、文献で前述されたものと同様です。私たちの具体的な目標は、孤立した右心機能障害ではなく、有意な機能的三尖弁逆流を誘発することでした。この技術は、将来、機能的な三尖弁逆流とそれに関連する右心室環状および亜膜リモデリング、ならびに組織変化のメカニズムを研究するために使用される可能性があります。このモデルは、機能的な三尖弁逆流の原因となる分子経路を特定し、その治療のためのより効率的で複雑な外科的技術を確立するのに役立つ可能性があります。動物を羊の椅子に置くことから始めます。バリカンを使用して、首の右前方を正中線から横方向に約10〜15センチメートル剃ります。手術部位を消毒した後、動物の頭を左に回して、首の右側の前部と外側を露出させます。次に、首の底を圧迫して静脈を変形させることにより、頸静脈のコースを局在化させます。次に、挿入部位を1%リドカインで麻酔します。番号11のブレードを使用して、静脈に対して垂直に皮膚を切断し、14ゲージの血管カテーテルでカニューレ挿入します。血管カテーテルが所定の位置に配置されたら、針を外し、ガイドワイヤーを通過させてから、カテーテルを取り外します。次に、11フレンチシースを配置し、シースを固定する前にガイドワイヤーを取り外します。暗赤色の血液を採取し、生理食塩水フラッシュを実行して、挿入部位に腫れがないことを確認して、カニューレの開存性と適切な配置を確保します。プロポフォールを静脈内投与した後、原稿に記載されているように5番羽根を有する喉頭鏡を用いて気管内チューブで挿管する。両側の呼吸音と気管内チューブの結露により、適切な配置を確認します。術野を準備した後、左前胸郭を剃ります。次に、消毒した手術領域の周りに滅菌ドレープを適用します。4番目の肋間腔のレベルで10センチメートルの長さの皮膚と皮下切開を行います。胸部入口を特定し、肋間腔を下向きに数えることにより、正しい肋間腔が切開されていることを確認します。その後、中央と4番目の肋間腔に沿って切開を続けます。次に、肋間筋を分割し、胸腔を開き、ミニ開胸術フィノキエットスタイルのリトラクターで肋骨を広げます。切開部の胸骨境界にある左内乳動脈と上縁で肺を傷つけないでください。次に、ベースライン心外エコー検査を実行して、両心室機能と弁膜能力を評価します。切開の胸骨境界にある左内乳動脈を特定し、その周囲の隣接する組織を取り除き、圧力モニタリング用の動脈ラインを確立する準備をします。次に、動脈の周りに2つの4-0絹縫合糸を配置し、1つはカニューレ挿入部位の近位側ともう1つの遠位にあります。カニュレーション中の逆流出血を防ぐために、クリップアプライヤー付きのチタンクリップを使用して、カニュレーション部位の左内乳動脈を遠位にクリップします。11番のブレードを持つ左内乳動脈のカテーテルの円周の半分である垂直切開を行います。18ゲージの血管カテーテルを挿入し、動脈ラインモジュールに取り付けます。動脈圧ラインの読み取りによって血管カテーテルの適切な配置が確認されたら、先に配置された2つの4-0シルク縫合糸を使用してカテーテルを固定します。次に、左横隔神経を傷つけないように注意しながら、肺動脈洞のレベルから始めて、主肺動脈に沿って横方向に4〜5センチメートル進む心膜切開術を行います。開いた心膜に4〜5回の収縮ステッチを適用して、肺幹と大動脈の間の露出と解剖を容易にする心膜ウェルを作成します。鈍い直角鉗子を使用して、原稿に記載されているように、その起源から約2〜3センチメートルの上行大動脈から主肺動脈を解剖します。主肺動脈を上行大動脈から分離するには、電気焼灼またははさみを使用して2つの構造間の結合組織を除去します。鈍い直角クランプで主肺動脈の周りに臍帯テープを通します。次に、主肺動脈洞から1センチメートル離れた場所に5-0モノフィラメント巾着糸縫合糸を配置することにより、主肺動脈圧力ラインを確立します。20ゲージの血管カテーテルを挿入し、モニタリングラインに接続します。アンビリカルテープを締める前に、正しい主肺動脈と動脈線の読み取りが達成されていることを確認してください。臍帯テープの両端を保持した後、それらを一緒にクリップして、主肺動脈の内腔を縮小します。次に、原稿に記載されているように、クリップアプライヤーを連続して適用してバンドを締めます。バンディング後の心エコー検査を実行して、前に示したように両心室機能と弁膜能力を評価します。主肺動脈圧力ラインを取り外します。最大のクリンチングと安定した血行動態状態が達成されたら、遠位移動を避けるために、5-0モノフィラメント縫合糸を使用して臍帯テープを主肺動脈の外膜に固定します。次に、動脈ラインを取り外し、バンドと動脈ラインを配置した領域からの出血がないか確認して、良好な止血を確保します。左胸部に胸部チューブを配置し、最初の切開の1つの肋間腔の下に入り口を置きます。2つのビクリル2-0縫合糸で肋骨を閉じ、3層の連続縫合糸で傷を閉じます。筋肉と皮下組織のためのビクリル2-0と皮膚のためのプロリン3-0。良好な止血が確認されたら、胸部チューブを取り外し、動物を抜管します。追跡期間後、平均TRグレードは0.4から3.2に増加し、8週間の肺バンディング後に右心室不全の進展と有意なTRの発症の兆候を示しました。心エコー検査と一致しています。バンドの締め付けが過剰または不足すると、動物の早期死亡につながるか、特色障害や機能的な三尖弁逆流を誘発しない可能性があります。.心不全を誘発するさらなる方法は、心室芸術ペーシングまたは上行大動脈バンディングのような最初に行われた肺動脈バンディングの後に実行されてもよく、またはバンドが解放されて右心不全を上昇させてもよい。

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

経胸壁心エコー検査による肺動脈狭窄のマウスモデルにおける右室の構造と機能の評価

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Isolation and Functional Characterization of Human Ventricular Cardiomyocytes from Fresh Surgical Samples

離と新鮮な外科的試料からのヒト心室の心筋細胞の機能解析

Cardiomyocytes from diseased hearts are subjected to complex remodeling processes involving changes in cell structure, excitation contraction coupling and ...

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

マウスの膀胱痛に対するモデルとしての膀胱膨満誘発内臓運動応答

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

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

慢性血栓塞栓性肺高血圧症とピグレットにおける右室機能の評価

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

Transvaginal Mesh Insertion in the Ovine Model

ヒツジモデルにおける経膣メッシュの挿入

This protocol describes mesh insertion into the rectovaginal septum in sheep using a single vaginal incision technique, with and without the trocar-guided ...

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

豚の慢性心不全モデルとして頻拍誘発性心筋

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

Echocardiographic Measurement of Right Ventricular Diastolic Parameters in Mouse

マウスにおける右心室拡張期パラメータの心エコー測定

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV ...

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

肺動脈バンディング圧負荷のモデルによる右室肥大と失敗

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

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

慢性血栓塞栓性肺高血圧症の大型動物モデルにおける急性右心不全の誘導とフェノタイピング

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

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

ワイヤー図法を使用してマウスの腸間膜動脈の等尺性収縮力測定

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...