Name: a chronic cardiac ischemia model in swine using an ameroid constrictor
Uploaded: 2017-10-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
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Intramurale di finanziamento è stato fornito per questo progetto di divisione della ricerca intramurale, National Heart, Lung and Blood Institute presso il National Institutes of Health. Vorremmo ringraziare il Dr. James Hawkins, Dr. Robert Hoyt, la divisione NIH delle risorse veterinarie e il personale del programma di ricerca di chirurgia cardiotoracica al NIH.

le procedure qui descritte sono state approvate dal National Heart, Lung e sangue Istituto Animal Care e uso Committee presso il National Institutes of Health e sono conformi alle politiche delineate nella politica di servizio di sanità pubblica The su Un'assistenza umana e uso di animali da laboratorio, l'atto di benessere degli animali e la guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio.
 Nota: lo scopo di questa procedura chirurgica è quello di produrre un modello animale di ischemia del miocardio cronica che può essere utilizzato per sviluppare trattamenti che sono clinicamente rilevanti per i pazienti con grave CAD. Questo non può essere realizzato utilizzando un modello in vitro.
 1. animali <ol><li>utilizzare maschio Yorkshire suina peso compreso tra 12 e 15 kg.</li></ol>
 2. pre-surgical procedure <ol><li>per un antibiotico profilattico, utilizzare amoxicillin e clavulanate potassio (15 mg/kg) per via orale due volte al giorno cominciando 24 h prima dell'intervento chirurgico. 
	Nota: Questo antibiotico per via orale viene avviato prima dell'intervento chirurgico per assicurarsi che il maiale sarà ingoiarlo e anche assicurarsi che non abbiano una reazione allergica al farmaco postoperatorio.</li>
	<li>Trattenere cibo e acqua dal maiale 12 h prima della chirurgia.</li>
	<li>Il giorno dell'intervento, anestetizzare il maiale con un cocktail di ketamina (33 mg/kg), midazolam (0,5 - 0,75 mg/kg) e glicopirrolato (0,01 mg/kg) dato intramuscolare (IM).</li>
	<li>Inserire un catetere di 20 G per via endovenosa (IV) in una vena di orecchio e intubare l'animale con un tubo endotracheale 7.0 di Fr. 
	Nota: Regolare le dimensioni del catetere IV e il tubo endotracheale più appropriata per le dimensioni del maiale.</li>
	<li>Rimuovere i capelli (rasatura) sul lato sinistro del maiale dalla spalla al umbilicus e dalla linea mediana addominale alla colonna vertebrale.</li>
	<li>Somministrare gli antibiotici profilattici (piperacillina e tazobactam: 100 mg/kg IV) e antidolorifici (rilascio prolungato di buprenorfina: 0,2 mg/kg sottocutaneo (SC) o un transdermico di fentanil patch 25-50 µ g/h). 
	Nota: L'antibiotico IV è dato perché gli animali sono a digiuno per 12 h prima dell'intervento chirurgico e non ricevono l'antibiotico orale precedentemente accennato durante questo tempo.</li>
	<li>Trasportare il maiale alla sala operatoria e collegare il tubo endotracheale per la macchina di anestesia equipaggiata con un sensore sidestream per monitorare i gas delle vie respiratorie. Meccanicamente ventilare il maiale utilizzando un volume corrente di 10 mL/kg come punto di partenza e non superare una pressione della via aerea di 30 cm H 2 O. regoli la frequenza respiratoria tra 10-20 respiri al minuto (bpm) e regolare come necessario per mantenere il fine-di marea (2 CO Livelli di PetCO 2) tra 28 e 35 mm Hg. mantenere l'anestesia con isoflurano (1-3%) o sevoflurano (2-5%).</li>
	<li>Posizione destra maiale giù sul tavolo operatorio. Collegare tutte le sonde necessarie per monitorare la temperatura corporea (BT), elettrocardiogramma (ECG), pulsossimetria (SpO 2), ecc.</li> <li>preparare il sito chirurgico tramite tre scrub alternati con 2% di clorexedina e 70% di alcol (si applica in un movimento circolare cominciando con il centro e lo spostamento verso l'esterno).</li>
	<li>Drappo il sito chirurgico utilizzando una tecnica asettica 21.</li>
</ol> 3. Procedura chirurgica <ol><li>esporre il cuore con un thoracotomy di sinistra.
	<ol><li>Fare un'incisione della pelle parallela a 4 th e 5 th intercostale spazio circa 8-9 cm di lunghezza con una lama da bisturi n. 10.</li>
		<li>Tagliare attraverso del dorsi di latissimus e serratus ventralis muscoli utilizzando un paio di forbici Metzenbaum curve e forcipe Adson Brown. Utilizzare l'elettrocauterio per mantenere l'emostasi come necessario.</li>
		<li>Entrare nella cavità pleurica attraverso i muscoli intercostali tra le 4 th e 5 th costole con il taglio di forbici Metzenbaum lungo il lato anteriore della nervatura th 4. Per ridurre la possibilità di danneggiare accidentalmente il polmone, spegnere il ventilatore della espirazione appena prima di entrare nella cavità pleurica. Una volta che è stata violata, la cavità pleurica, accendere il ventilatore indietro.</li>
		<li>Utilizzare un piccolo divaricatore Finochietto per diffondere le costole a pezzi, esponendo il cuore.</li>
	</ol></li> <li>Uso Debakey pinze per afferrare e sollevare il pericardio. Usare le forbici Potts per fare un piccolo buco nel pericardio, permettendo all'aria di entrare nello spazio pericardico. Continuare l'incisione con le forbici di Potts sopra la giunzione delle arterie LAD e LCX.</li>
	<li>Forcipi Babcock di uso per ritrarre l'auricola sinistra. Utilizzo di Debakey e piccolo angolo retto forcipe, sezionare l'arteria LCX dal tessuto circostante prima o prossimale al ramo marginale ottuso 1 st.</li>
	<li>Posto due lacci vascolari sotto l'arteria dissecata LCX, uno ad ogni estremità. Tenere un constrictor di ameroid 3,0 mm di dimensione con il forcipe di piccolo angolo retto e sollevare i loop di nave per guidare delicatamente l'arteria LCX attraverso l'apertura del constrictor. Ruotare delicatamente il constrictor così l'apertura è rivolta verso l'alto. Rimuovere gli anelli di nave. Vedere la Figura 1. 
	Nota: Adeguata dissezione dell'arteria è essenziale per evitare attorcigliamenti. Selezionare il restringitore di dimensione adeguato per il singolo animale. Il constrictor adeguato dimensione strettamente circonderà la nave senza comprimere inizialmente la nave. Suini domestici da 12 a 15 kg richiedono constrictor ameroid dimensioni: 2,5-3,5 mm. La posizione del constrictor ameroid sul vaso dipende la dimensione desiderata della zona ischemica.</li>
	<li>Ri-approssimare il pericardio e chiudere con punti di sutura in polipropilene 4-0.</li>
	<li>Ristabilire la pressione toracica negativa con l'inserimento di un tubo della cassa 12 Fr o equivalente nello spazio pleurico con la fine uscendo tra gli strati di chiusura, generalmente due spazi intercostali posteriori al sito toracotomia. 
	Nota: Osservare il polmone per atelectasia prima di chiudere le costole. Se si osservano segni di sottogonfiaggio, ri-gonfiare i polmoni manualmente fino ad una pressione di 30 mm Hg.</li>
	<li>Vicino al petto con punti di sutura in polipropilene 1 per lo strato dell'intercostale, 0 punti di sutura in polipropilene per il serratus e strato fascia, suture in polipropilene 2-0 per lo strato sottocutaneo e suture in polipropilene 3-0 per lo strato di subcuticular. Graffetta o suturare la pelle.</li>
	<li>Allegare un gallo di tre vie fermata alla fine del tubo della cassa ed evacuare l'aria nel petto con una siringa di 40-60 cc finché non si ottiene un sigillo negativo. L'animale sul suo lato sterno o opposto a facilitare la rimozione di tutta l'aria del rullo. Una volta che il petto mantiene la pressione negativa, rimuovere il tubo della cassa e suturare il sito d'uscita. Se gli animali sono alloggiati singolarmente postoperatorio, l'incisione può essere bendato per diversi giorni.</li>
</ol> 4. Post-operatorio <ol><li>a seguito di chiusura, infiltrare l'incisione lungo entrambi i lati del sito toracotomia con bupivacaina 0,25%.</li>
	<li>Svezzare l'animale fuori dal ventilatore e spegnere l'anestesia. Rimuovere il tubo endotracheale, una volta che l'animale sta respirando in proprio e la deglutizione.</li>
	<li>Monitorare l'animale fino a quando non è completamente recuperato (sveglio e sternale). Non ci dovrebbe essere nessun anomalie o aritmie sul ECG, il BT dovrebbero essere 38,7-39,8 ° C, la SpO 2 dovrebbe essere 95-100% e la frequenza respiratoria dovrebbe essere 32-58 bpm.</li>
	<li>Amministra amiodarone (100 mg, per via orale due volte al giorno) e clopidogrel bisulfate (75 mg, per via orale una volta al giorno) per prevenire la trombosi e aritmie. Continuare con amoxicillina e clavulanate potassio (15 mg/kg) per via orale due volte al giorno per 10 giorni post-operazione. Dolore post-operatorio viene controllato con buprenorfina SR (rilascio prolungato) 0,2 mg/kg. SQ ogni tre giorni. La buprenorfina SR può essere completata con carprofen (4,4 mg/kg) una volta e poi (2,2 mg/kg) PO o IM BID.</li>
	<li>Tenere tutto materiale di biancheria da letto e foraggiamento fuori l'animale &#39; s zona della scatola fino a quando l'incisione è completamente guarita.</li>
</ol>

<ol>
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Gli autori non hanno alcun conflitto di interessi di divulgare.

AMEROID costrittori sono stati ampiamente utilizzati per creare modelli animali di ischemia del miocardio cronica, cronica di infarto miocardico e insufficienza cardiaca5,6,7,9,10 , 11 , 12 , 13 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. Sebbene questi modelli possono essere creati mediante l'utilizzo di stent, occlusori idraulici o stenosi fissa occlusori, la prevalenza di uso di ameroid nella letteratura scientifica permette ai ricercatori di confrontare con maggiore precisione i risultati del loro lavoro con precedentemente pubblicato studi5,6,7,9,10,11,12,13, 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. un altro vantaggio di usando il constrictor ameroid è che la procedura è relativamente semplice e può essere eseguita correttamente da chiunque con ragionevole capacità chirurgiche e non richiede nessun strumenti specializzati. Altri metodi di cui sopra richiede una maggiore abilità tecniche e, nel caso il sistema di occlusione idraulica, richiede un monitoraggio post-operatorio intenso dovuto il dispositivo esternalizzati6,13.
La principale limitazione di utilizzo il constrictor ameroid è la variabilità del tasso di occlusione9,13. In generale, utilizzando il constrictor ameroid maggior parte degli studi hanno trovato il tasso di stenosi ad essere più alta nelle prime due settimane e poi gradualmente diminuire fino a quando l'occlusione completa si verifica23,24. Gli studi ex vivo direttamente misura il tasso di chiusura del lume ameroid hanno confermato che la più grande riduzione di diametro del lume si verifica nelle prime due settimane e da allora in poi rallenta25,26. Tuttavia, questi stessi studi hanno anche dimostrato che che circondano le concentrazioni di glucosio e proteine possa influenzare il tasso e la completezza della chiusura ameroid, suggerendo così che condizioni in vivo sono probabilmente responsabili della variabilità in ameroid l'occlusione prezzo25,26. Altri ricercatori hanno suggerito che il trauma meccanico, infiammazione, fibrosi e formazione di trombi causati dalla procedura di posizionamento del ameroid stesso può contribuire a questa variabilità5,6,25 . Il secondo scenario è probabilmente il motivo per le morti premature e insufficienza cardiaca osservata in questo studio. Non può essere sottolineato abbastanza l'importanza di fare delicato, ma adeguata, la dissezione dell'arteria su entrambi i lati di ameroid per prevenire l'attorcigliamento della nave.
Il corretto posizionamento del constrictor ameroid è fondamentale per sviluppare un'area ischemica del cuore che è grande abbastanza per trattare, ma non così grande che essa provoca la morte. Ponendo il constrictor ameroid sul LCX prima che il primo ramo marginale ottuso sembra funzionare meglio in maiali Yorkshire. Come segnalato altrove, ciò ha provocato un'area ischemica del 25-30% circa del ventricolo sinistro6. Ponendo il ameroid qualsiasi inferiore ha portato in un'area ischemica che era insufficiente per il trattamento specifico che era indagato in questo studio.
Aritmie che si verificano durante la procedura chirurgica sono rare. Somministrazione orale amiodarone post-operazione fino alla fine dello studio, può impedire aritmie durante post-l'operazione di 2-3 settimane, quando la ameroid si sta chiudendo fuori. Inoltre, caretaking e personale medico dovrebbe essere particolarmente vigilare nel notare qualsiasi tosse durante questo tempo, che potrebbe essere un segno precoce di edema polmonare/infarto.
Nel corso degli anni, è stato migliorato il design del constrictor ameroid al momento. Ameroids sono attualmente disponibili in numerose dimensioni permettendo al chirurgo di scegliere un ameroid che corrisponde al diametro del vaso per essere occluso. L'anello esterno dell'ameroid è disponibile in acciaio inossidabile, titanio o plastica. Questo è particolarmente importante quando si valutano i cuori commoventi usando MRI. Tutto il metallo causerà un artefatto sulle immagini MRI. Titanio ameroids causare meno di un manufatto che acciaio inossidabile, mentre la plastica lascia nessuno a tutti. Immagini di risonanza magnetica che mostra la differenza tra un ameroid di titanio e un ameroid di plastica sono mostrati in Figura 2 e Figura 3, rispettivamente. L'artefatto sul lato destro del cuore nella Figura 2 è causato dall'anello di titanio che incassa il ameroid. Fino a poco tempo, l'anello di contenimento sulla plastica ameroid era troppo ingombrante da posizionare intorno un'arteria coronaria senza attorcigliamenti della nave. Il constrictor ameroid utilizzato in questo studio (Vedi Tabella materiali) sono una versione molto più semplificata, che ha lo stesso diametro esterno come il metallo ameroids.

Malattia coronarica (CAD), che conduce ad ischemia del miocardio, è la principale causa di invalidità, morte e spese sanitarie intorno il mondo4 e attribuibile per circa 1 su ogni 3 morti in US1,2 , 3 , 4 , 5 , 6. anche se ci sono stati molti progressi nei trattamenti sia percutanei e chirurgici, oltre un terzo dei pazienti affetti da CAD non sono idonei per questi trattamenti a causa di età, cattive condizioni di salute o suboptimale anatomia4, 5 , 6 , 7. al fine di valutare nuovi metodi di formazione immagine diagnostica o trattamento, lo sviluppo di un modello animale adeguato è fondamentale.
Quando si sviluppa un modello animale per una malattia, è possibile che il disordine indotto strettamente dovrebbe emulare le caratteristiche anatomiche e fisiologiche del disordine in esseri umani8,9. Uno dei grandi animali per studi cardiovascolari più ampiamente usati è il maiale. Il cuore di maiale è più strettamente analogo al cuore umano in termini di dimensioni, anatomia e fisiologia3,6. Simile al cuore umano, il miocardio del cuore del maiale non possiede un' ampia circolazione collaterale6. Per questo motivo, il cuore di maiale non tollera bene l'occlusione coronaria acuta, ma può tollerare un graduale occlusione coronarica. Se un'arteria coronaria è occlusa lentamente, può essere utilizzato come modello per ischemia del miocardio cronica, cronica di infarto miocardico e insufficienza cardiaca5,6,9,10, 11 , 12 , 13. ischemia miocardica cronica può essere indotta tramite impianto di stent o il posizionamento di un sistema idraulico di occlusione, occlusione una stenosi fissa o un constrictor ameroid. Ci sono vantaggi e svantaggi per tutti questi metodi che sono descritte in dettaglio in varie pubblicazioni6,9,13 , ma il metodo più comunemente usato è il ameroid posizionamento5, 6,10,11.
Il constrictor ameroid è costituito da materiale di caseina racchiuso all'interno di un acciaio inossidabile, plastica o anello di titanio. Una volta collocato intorno un'arteria (di solito la sinistra arteria coronaria discendente anteriore (LAD) o l'arteria coronaria circonflessa sinistra (LCX)), il materiale di caseina assorbe il liquido circostante, causando il lume interno restringere gradualmente, che imita la stenosi lenta di un arteria e conseguente infine in pieno l'occlusione9,13,14. Questa procedura utilizzata da sola o in combinazione con altri metodi risultati in una regione di ischemia del miocardio cronica e/o infarto del ventricolo sinistro del cuore che è stato utile per sviluppare e valutare nuove tecniche imaging8, 10,15, trattamenti terapeutici7,16,17,18 e procedure chirurgiche19,20.

<table><tbody><tr><td>Anesthesia: ketamine</td><td>Putney, INC</td><td></td><td>Dose: 25mg/kg, IM</td></tr><tr><td>Anesthesia: midazolam</td><td>App Pharmaceuticals</td><td></td><td>Dose: 0.75mg/kg, IM</td></tr><tr><td>Anesthesia: isoflurane</td><td>Baxter</td><td></td><td>Dose: 1-3%, INH</td></tr><tr><td>Antibiotics: amoxicillin and clavulanate potassium</td><td>WG Critical Care</td><td></td><td>Dose: 15mg/kg, IV</td></tr><tr><td>Antibiotics: piperacillin and tazobactam</td><td>Fresenius Kabl</td><td></td><td>Dose: 100mg/kg, PO</td></tr><tr><td>Analgesia: buprenorphine (sustained release)</td><td>Zoo Pharm</td><td></td><td>10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC</td></tr><tr><td>Analgesia: fentanyl patch</td><td>Mylan</td><td></td><td>Dose: 25-50mcg/hr, TD</td></tr><tr><td>Analgesia: bupivicaine 0.25%</td><td>Hospira</td><td></td><td>Give SC at incision site for analgesia</td></tr><tr><td>Alcohol 70%</td><td>Humco</td><td>NDC 0395-4202-28</td><td>for scrubbing surgical site</td></tr><tr><td>Chlorhexidine scrub 2%</td><td>Vet One</td><td>510083</td><td>for scrubbing surgical site</td></tr><tr><td>Datex-Ohmeda Aestiva /5 anesthesia machine</td><td>GE Healthcare Madison WI.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pediatric anesthesia circuit</td><td>Westmed</td><td>7-8901</td><td>www.westmedinc.com</td></tr><tr><td>Water blanket</td><td>Cincinnati Sub Zero</td><td>Blanketrol 2</td><td></td></tr><tr><td>EKG</td><td>Medtronics- Physiocontrol</td><td>LifePak 20</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen saturation monitor</td><td>GE Healthcare Madison WI.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Temperature probe</td><td>GE Healthcare Madison WI.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Electrical cautery unit</td><td>Valley Labs</td><td>Force 2</td><td>Cut-30 Coag-40</td></tr><tr><td>Endotracheal tube</td><td>Hudson RCI</td><td>HUD510312</td><td>Hudson brand - appropriate size for animal</td></tr><tr><td>Intravenous catheter, size 20 gauge</td><td>Santa Cruz Biotechnology, Inc</td><td>SC-360097</td><td>Fluid and drug administration</td></tr><tr><td>Lactated Ringers Solution</td><td>Hospira</td><td>NDC 0409-7953-03</td><td></td></tr><tr><td>Macro IV drip set 15 drops/ml</td><td>Hospira</td><td>12672-28</td><td></td></tr><tr><td>Surgical gowns</td><td>Kimberly Clark</td><td>90142</td><td></td></tr><tr><td>Utility drapes</td><td>Kimberly Clark</td><td>89731</td><td></td></tr><tr><td>Adult laparotomy drape</td><td>Medline</td><td>DYNJP3004</td><td></td></tr><tr><td>Sterile surgical gloves</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>22537-570</td><td>Size 7 - use appropriate size for surgeon</td></tr><tr><td>Needle mat - sterile</td><td>Medline</td><td>NC30MBR</td><td></td></tr><tr><td>Cautery pencil</td><td>Medline</td><td>ESPB 2000</td><td></td></tr><tr><td>Suction tubing</td><td>Medline</td><td>DYND50251</td><td></td></tr><tr><td>Suction tip; Yankauer</td><td>Medline</td><td>DYND50130</td><td></td></tr><tr><td>Suction cannister</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>65651-220</td><td></td></tr><tr><td>Ameroid constrictors sizes 2.5mm -3.5mm</td><td>Research Instruments SW, Inc.</td><td>760-764-9411</td><td>Types: Stainless steel, titanium, or plastic</td></tr><tr><td>3-way stopcock</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>455991</td><td>For chest tube</td></tr><tr><td>Stomach tube - 18 Fr</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>DC4418</td><td>For chest tube</td></tr><tr><td>60cc syringe</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>SY35060LL</td><td>For chest tube</td></tr><tr><td>3cc syringe</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>SY35003LL</td><td>For post-op analgesia injection</td></tr><tr><td>Skin stapler - 35W</td><td>Ethicon&amp;nbsp; Endo-Surgery</td><td>PMW 35</td><td>skin closure</td></tr><tr><td>Scalpel blade - size #10</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>32295-010</td><td></td></tr><tr><td>Mini silicone vessel loops 1 Pak</td><td>Aspen Surgical</td><td>011001PBX</td><td>for elevating circumflex artery to apply ameroid</td></tr><tr><td>1 (polypropylene) taper</td><td>Ethicon</td><td>BB #8425H</td><td>close ribs</td></tr><tr><td>2-0 (polypropylene) taper</td><td>Ethicon</td><td>SH #8523</td><td>close muscle layers</td></tr><tr><td>4-0 (polypropylene) taper</td><td>Ethicon</td><td>BB #8581H</td><td>close pericardium</td></tr><tr><td>20 gauge needle</td><td>Cardinal Health (Allegiance)</td><td>81-200219</td><td>post-op analgesia injection</td></tr><tr><td>antimicrobial drape</td><td>3M</td><td>6640EZ</td><td></td></tr><tr><td>Finochietto rib retractor - infant size</td><td>Codman</td><td>50-8057</td><td></td></tr><tr><td>Potts-Smith scissors</td><td>Roboz</td><td>RS-6043</td><td></td></tr><tr><td>Babcock forceps</td><td>Roboz</td><td>RS-8022</td><td></td></tr><tr><td>Pean hemostatic forceps curved</td><td>Codman</td><td>30-4565</td><td></td></tr><tr><td>scalpel handle #7</td><td>Codman</td><td>11-5534</td><td></td></tr><tr><td>Brown Adson forceps</td><td>Roboz</td><td>RS-5231</td><td></td></tr><tr><td>Debakey forceps</td><td>Roboz</td><td>RS-7562</td><td></td></tr><tr><td>Mayo scissors</td><td>Roboz</td><td>RS-6870SC</td><td></td></tr><tr><td>Metzenbaum dissecting scissors</td><td>Codman</td><td>36-5011</td><td></td></tr><tr><td>Metzenbaum dissecting scissors</td><td>Codman</td><td>36-5016</td><td></td></tr><tr><td>Mayo-Hegar needle holder</td><td>Codman</td><td>36-2017</td><td></td></tr><tr><td>Ryder needle holder</td><td>Codman</td><td>36-3012</td><td></td></tr><tr><td>Kelly hemostatic forceps</td><td>Roboz</td><td>RS-7130</td><td></td></tr><tr><td>Reynolds hemostatic forcep</td><td>Roboz</td><td>RS-7211</td><td></td></tr><tr><td>Weitlander retractor</td><td>Roboz</td><td>RS-8612</td><td></td></tr><tr><td>Yorkshire domestic pigs</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a chronic cardiac ischemia model in swine using an ameroid constrictor

La malattia cardiovascolare rimane la causa numero una della mortalità negli Stati Uniti. Esistono numerosi approcci per il trattamento di queste malattie, ma indipendentemente dall'approccio, è necessario un modello in vivo per testare ogni trattamento. Il maiale è uno dei più utilizzati grandi modelli animali per la malattia cardiovascolare. Il suo cuore è molto simile a quello di un essere umano anatomia e funzione. La tecnica di posizionamento ameroid crea un'area ischemica del cuore, che ha molte applicazioni utili nello studio di infarto miocardico. Questo modello è stato utilizzato per la ricerca chirurgica, studi farmaceutici, tecniche di imaging e terapie cellulari.
Ci sono diversi modi di indurre un'area ischemica nel cuore. Ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi, ma il posizionamento di un constrictor ameroid rimane la tecnica più ampiamente usata. I vantaggi principali di usando il ameroid sono la sua prevalenza nella ricerca attuale, la disponibilità in varie dimensioni per ospitare l'anatomia e le dimensioni della nave per essere ristretto, la chirurgia è una procedura relativamente semplice e monitoraggio post-operatorio è minimo, poiché non sono presenti periferiche esterne per mantenere. Questo documento fornisce una panoramica dettagliata della tecnica corretta per il collocamento del constrictor ameroid.

Dopo aver analizzato i dati ottenuti da ameroid posizionamento interventi chirurgici eseguiti nella nostra struttura per un periodo di due anni, abbiamo trovato il tasso di sopravvivenza al 80%. La procedura è stata effettuata su 25 maiali Yorkshire da 12-15 kg. Dei 25 suini 20 sopravvisse alla procedura di follow-up, 2 fibrillato e morì poco dopo la chiusura, 2 sono stati eutanasizzati per insufficienza cardiaca e l'edema polmonare, e 1 ha avuto una morte anestetica durante una radiografia di follow-up. L'autopsia ha rivelato una zona colpita da infarto del ventricolo sinistro negli animali che sono morto entro 24 ore dalla procedura. Esso è ritenuto sospetto, ma non ha potuto essere confermato che l'arteria piegato a causa della presenza dell'ameroid dal lume dell'ameroid era ancora aperto. La ameroids ottenuta da animali che sono stati sacrificati a causa di insufficienza cardiaca sono stati esaminati. C'era una chiusura totale del lume a 18 giorni.
Gli animali sopravvissuti erano imaged di Imaging a risonanza magnetica (MRI) il posizionamento dell'alberino-ameroid 28 giorni per misurare la funzione del cuore e la dimensione dell'area ischemica. Figura 2 e Figura 3 Visualizza le immagini di MRI ottenute da un maiale con un ameroid di titanio rivestito e un maiale con una plastica incassato ameroid, rispettivamente. Dopo formazione immagine, un secondo thoracotomy è stato effettuato per un'iniezione di cellule o procedura sham. Gli animali sono stati seguiti fuori finchè il posizionamento di 16 settimane post-ameroid.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56190/56190fig1.jpg"> 
Figura 1: immagini del maiale del cuore durante la procedura di posizionamento del ameroid. (A) immagine del cuore del maiale mostrando il LAD, LCX e ottuso arteria marginale (OM). (B) immagine dell'arteria dissecata LCX prima del posizionamento di ameroid. (C) immagine del posizionamento corretto di ameroid intorno le LCX con l'apertura di ameroid rivolto verso l'alto o dal cuore. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56190/56190fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56190/56190fig2.jpg"> 
Figura 2: immagine di MRI di cuore di maiale con un titanio rivestito ameroid. Immagine di MRI di un cuore di maiale preso quattro settimane dopo il posizionamento di un constrictor incassato ameroid titanio sull'arteria LCX. La freccia indica l'artefatto creato dal titanio. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56190/56190fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56190/56190fig3.jpg"> 
Figura 3: immagine di MRI di un cuore di maiale con una plastica incassato ameroid. Immagine di MRI di un cuore di maiale preso quattro settimane dopo il posizionamento di un constrictor di plastica ameroid incassato sull'arteria LCX. La freccia indica il constrictor ameroid. Nessun artefatto è osservato. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56190/56190fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

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A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

Un modello di Ischemia cardiaca cronica nei suini utilizzando un Constrictor Ameroid

Lo scopo del presente protocollo è quello di dimostrare il posizionamento di un dispositivo costrittivo in ritardo (un constrictor ameroid) intorno a un'arteria coronaria in un modello di suina. Questo dispositivo crea una zona ischemica del cuore che è utile per lo studio di nuove tecniche di imaging diagnostiche e nuovi metodi di trattamento.

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

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

10.5K Views.  National Institutes of Health. Lo scopo del presente protocollo è quello di dimostrare il posizionamento di un dispositivo costrittivo in ritardo (un constrictor ameroid) intorno a un'arteria coronaria in un modello di suina. Questo dispositivo crea una zona ischemica del cuore che è utile per lo studio di nuove tecniche di imaging diagnostiche e nuovi metodi di trattamento.

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Myocardial Infarction and 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 important prerequisite is a good understanding of all safety and efficacy aspects obtained in a large animal model that validly reflect the human scenario of myocardial infarction (MI). Pigs are widely used in this regard since their cardiac size, hemodynamics, and coronary anatomy are close to that of humans. Here, we present an effective protocol for using the porcine MI model using a closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. This approach is based on 90 min of myocardial ischemia, inducing large left ventricle infarction of the anterior, septal and inferoseptal walls. Furthermore, we present protocols for various measures of outcome that provide a wide range of information on the heart, such as cardiac systolic and diastolic function, hemodynamics, coronary flow velocity, microvascular resistance, and infarct size. This protocol can be easily tailored to meet study specific requirements for the validation of novel cardioregenerative biologics at different stages (i.e. directly after the acute ischemic insult, in the subacute setting or even in the chronic MI once scar formation has been completed). This model therefore provides a useful translational tool to study MI, subsequent adverse remodeling, and the potential of novel cardioregenerative agents.

This protocol describes the porcine myocardial infarction (MI) model using a 90 min closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. Furthermore, the protocol for several outcome parameters, such as cardiac function, hemodynamics, microvascular resistance, and infarct size, are also presented.

Infarto miocardico e funzionale 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 ...

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Medicina

Surgical Placement of Catheters for Long-term Cardiovascular Exercise Testing in Swine

This protocol describes the surgical procedure to chronically instrument swine and the procedure to exercise swine on a motor-driven treadmill. Early cardiopulmonary dysfunction is difficult to diagnose, particularly in animal models, as cardiopulmonary function is often measured invasively, requiring anesthesia. As many anesthetic agents are cardiodepressive, subtle changes in cardiovascular function may be masked. In contrast, chronic instrumentation allows for measurement of cardiopulmonary function in the awake state, so that measurements can be obtained under quiet resting conditions, without the effects of anesthesia and acute surgical trauma. Furthermore, when animals are properly trained, measurements can also be obtained during graded treadmill exercise.
Flow probes are placed around the aorta or pulmonary artery for measurement of cardiac output and around the left anterior descending coronary artery for measurement of coronary blood flow. Fluid-filled catheters are implanted in the aorta, pulmonary artery, left atrium, left ventricle and right ventricle for pressure measurement and blood sampling. In addition, a 20 G&#160;catheter is positioned in the anterior interventricular vein to allow coronary venous blood sampling.
After a week of recovery, swine are placed on a motor-driven treadmill, the catheters are connected to pressure and flow meters, and swine are subjected to a five-stage progressive exercise protocol, with each stage lasting 3 min. Hemodynamic signals are continuously recorded and blood samples are taken during the last 30 sec of each exercise stage.
The major advantage of studying chronically instrumented animals is that it allows serial assessment of cardiopulmonary function, not only at rest but also during physical stress such as exercise. Moreover, cardiopulmonary function can be assessed repeatedly during disease development and during chronic treatment, thereby increasing statistical power and hence limiting the number of animals required for a study.

Here we present a protocol to assess cardiopulmonary function in awake swine, at rest and during graded treadmill exercise. Chronic instrumentation allows for repeated hemodynamic measurements uninfluenced by cardiodepressive anesthetic agents.

Posizionamento chirurgico di cateteri per durata Esercizio cardiovascolare test in Swine

This protocol describes the surgical procedure to chronically instrument swine and the procedure to exercise swine on a motor-driven treadmill. Early ...

Surgical Swine Model of Chronic Cardiac Ischemia Treated by Off-Pump Coronary Artery Bypass Graft Surgery

Chronic cardiac ischemia that impairs cardiac function, but does not result in infarct, is termed hibernating myocardium (HM). A large clinical subset of coronary artery disease (CAD) patients have HM, which in addition to causing impaired function, puts them at higher risk for arrhythmia and future cardiac events. The standard treatment for this condition is revascularization, but this has been shown to be an imperfect therapy. The majority of pre-clinical cardiac research focuses on infarct models of cardiac ischemia, leaving this subset of chronic ischemia patients largely underserved. To address this gap in research, we have developed a well-characterized and highly reproducible model of hibernating myocardium in swine, as swine are ideal translational models for human heart disease. In addition to creating this unique disease model, we have optimized a clinically relevant treatment model of coronary artery bypass surgery in swine. This allows us to accurately study the effects of bypass surgery on heart disease, as well as investigate additional or alternate therapies. This model surgically induces single vessel stenosis by implanting a constrictor on the left anterior descending (LAD) artery in a young pig. As the pig grows, the constrictor creates a gradual stenosis, resulting in chronic ischemia with impaired regional function, but preserving tissue viability. Following the establishment of the hibernating myocardium phenotype, we perform off-pump coronary artery bypass graft surgery to revascularize the ischemic region, mimicking the gold-standard treatment for patients in the clinic.

This protocol presents a surgical large animal model of chronic, single vessel ischemia that results in regional abnormalities but does not create infarct, known as hibernating myocardium. Following establishment of chronic ischemia, animals are treated with off-pump LIMA-LAD coronary artery bypass graft surgery to revascularize the ischemic tissue.

Chirurgico suina modello di Ischemia cardiaca cronica trattato con intervento di Bypass coronarico fuori pompa

Chronic cardiac ischemia that impairs cardiac function, but does not result in infarct, is termed hibernating myocardium (HM). A large clinical subset of ...

Standardized Model of Ventricular Fibrillation and Advanced Cardiac Life Support in Swine

Cardiopulmonary resuscitation after cardiac arrest, independent of its origin, is a regularly encountered medical emergency in hospitals as well as preclinical settings. Prospective randomized trials in human subjects are difficult to design and ethically ambiguous, which results in a lack of evidence-based therapies. The model presented in this report represents one of the most common causes of cardiac arrests, ventricular fibrillation, in a standardized setting in a large animal model. This allows for reproducible observations and various therapeutic interventions under clinically accurate conditions, hence facilitating the generation of better evidence and eventually the potential for improved medical treatment.

Cardiopulmonary resuscitation and defibrillation are the only effective therapeutic options during cardiac arrest caused by ventricular fibrillation. This model presents a standardized regimen to induce, assess, and treat this physiological state in a porcine model, thus providing a clinical approach with various opportunities for data collection and analysis.

Modello standardizzato di fibrillazione ventricolare e supporto avanzato per la vita cardiaca in suina

Cardiopulmonary resuscitation after cardiac arrest, independent of its origin, is a regularly encountered medical emergency in hospitals as well as ...

Novel Percutaneous Approach for Deployment of 3D Printed Coronary Stenosis Implants in Swine Models of Ischemic Heart Disease

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally (3D) printed coronary implants can be employed to percutaneously create a focal coronary stenosis. However, reliable delivery of the implants can be difficult without the use of ancillary equipment. We describe the use of a mother-and-child coronary guide catheter for stabilization of the implant and for effective delivery of the 3D printed implant to any desired location along the length of the coronary vessel. The focal coronary narrowing was confirmed under coronary cineangiography and the functional significance of the coronary stenosis was assessed using gadolinium-enhanced first-pass cardiac perfusion MRI. We showed that reliable delivery of 3D printed coronary implants in swine models (n = 11) of ischemic heart disease can be achieved through repurposing mother-and-child coronary guide catheters. Our technique simplifies the percutaneous delivery of coronary implants to create closed-chest swine models of focal coronary artery stenosis and can be performed expeditiously, with a low procedural failure rate.

We describe a novel, cost-effective, and efficient technique for percutaneous delivery of three-dimensionally printed coronary implants to create closed-chest swine models of ischemic heart disease. The implants were fixed in place using a mother-and-child extension catheter with high success rate.

Nuovo approccio percutaneo per la distribuzione di impianti coronarici stampati in 3D in modelli suini di malattie cardiache ischemiche

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally ...

An Intact Pericardium Ischemic Rodent Model

This protocol has shown that the pericardium and its contents play an essential anti-fibrotic role in the ischemic rodent model (coronary ligation to induce myocardial injury). The majority of pre-clinical myocardial infarction models require the disruption of pericardial integrity with loss of the homeostatic cellular milieu. However, recently a methodology has been developed by us to induce myocardial infarction, which minimizes pericardial damage and retains the heart&#39;s resident immune cell population. An improved cardiac functional recovery in mice with an intact pericardial space following coronary ligation has been observed. This method provides an opportunity to study inflammatory responses in the pericardial space following myocardial infarction. Further development of the labeling techniques can be combined with this model to understand the fate and function of pericardial immune cells in regulating the inflammatory mechanisms that drive remodeling in the heart, including fibrosis.

This protocol outlines the steps for inducing myocardial infarction in mice while preserving the pericardium and its contents.

Un modello di roditore ischemico del pericardio intatto

This protocol has shown that the pericardium and its contents play an essential anti-fibrotic role in the ischemic rodent model (coronary ligation to ...

Large Animal Model for Evaluating the Efficacy of the Gene Therapy in Ischemic Heart

Coronary artery disease is one of the significant causes of mortality and morbidity worldwide. Despite the progression of current therapeutics, a considerable proportion of coronary artery disease patients remain symptomatic. Gene therapy-mediated therapeutic angiogenesis offers a novel therapeutic method for improving myocardial perfusion and relieving symptoms. Gene therapy with different angiogenic factors has been studied in few clinical trials. Due to the novelty of the method, the progress of myocardial gene therapy is a continuous path from bench to bedside. Therefore, large animal models are needed for evaluating the safety and efficacy. The more the large animal model identifies the original disease and the endpoints used in clinics, the more predictable outcomes are from clinical trials. Here, we introduce a large animal model for evaluating the efficacy of the gene therapy in the ischemic porcine heart. We use clinically relevant imaging methods such as ultrasound imaging and 15H2O-PET. For targeting the gene transfers into the desired area, electroanatomical mapping is used. The aim of this method is: (1) to mimic chronic coronary artery disease, (2) to induce therapeutic angiogenesis at hypoxic areas of the heart, and (3) to evaluate the safety and efficacy of the gene therapy by using relevant endpoints.

Myocardial gene therapy for ischemic heart disease holds great promise for future therapeutics. Here, we introduce a large animal model for evaluating the efficacy of gene therapy in the ischemic heart.

Modello animale di grandi dimensioni per valutare l'efficacia della terapia genica nel cuore ischemico

Coronary artery disease is one of the significant causes of mortality and morbidity worldwide. Despite the progression of current therapeutics, a ...

Myocardial Infarction by Percutaneous Embolization Coil Deployment in a Swine Model

Myocardial infarction (MI) is the leading cause of mortality worldwide. Despite the use of evidence-based treatments, including coronary revascularization and cardiovascular drugs, a significant proportion of patients develop pathological left-ventricular remodeling and progressive heart failure following MI. Therefore, new therapeutic options, such as cellular and gene therapies, among others, have been developed to repair and regenerate injured myocardium. In this context, animal models of MI are crucial in exploring the safety and efficacy of these experimental therapies before clinical translation. Large animal models such as swine are preferred over smaller ones due to the high similarity of swine and human hearts in terms of coronary artery anatomy, cardiac kinetics, and the post-MI healing process. Here, we aimed to describe an MI model in pig by permanent coil deployment. Briefly, it comprises a percutaneous selective coronary artery cannulation through retrograde femoral access. Following coronary angiography, the coil is deployed at the target branch under fluoroscopic guidance. Finally, complete occlusion is confirmed by repeated coronary angiography. This approach is feasible, highly reproducible, and emulates the pathogenesis of human non-revascularized MI, avoiding the traditional open-chest surgery and the subsequent postoperative inflammation. Depending on the time of follow-up, the technique is suitable for acute, sub-acute, or chronic MI models.

Myocardial infarction (MI) animal models that emulate the natural process of the disease in humans are crucial to understanding pathophysiological mechanisms and testing the safety and efficacy of new emergent therapies. Here, we describe an MI swine model created by deploying a percutaneous embolization coil.

Infarto miocardico mediante dispiegamento della bobina di embolizzazione percutanea in un modello suino

Myocardial infarction (MI) is the leading cause of mortality worldwide. Despite the use of evidence-based treatments, including coronary revascularization ...

Swine Models of Aneurysmal Diseases for Training and Research

Large animal models, specifically swine, are widely used to research cardiovascular diseases and therapies, as well as for training purposes. This paper describes two different aneurysmal swine models that may help researchers to study new therapies for aneurysmal diseases. These aneurysmal models are created by surgically adding a pouch of tissue to carotid arteries in swine. When the model is used for research, the pouch must be autologous; for training purposes, a synthetic pouch suffices.
First, the right external jugular vein (EJV) and right common carotid artery (CCA) must be surgically exposed. The EJV is ligated and a vein pouch fashioned from a short segment. This pouch is then sutured to an elliptical arteriotomy performed in the CCA. Animals must be kept heparinized during model creation, and local vasodilators may be used to decrease vasospasms. Once the suture is completed, correct blood flow should be inspected, checking for bleeding from the suture line and vessel patency. Finally, the surgical incision is closed by layers and an angiography performed to image the aneurysmal model.
A simplification of this aneurysmal carotid model that decreases invasiveness and surgical time is the use of a synthetic, rather than venous, pouch. For this purpose, a pouch is tailored in advance with a segment of a polytetrafluoroethylene (PTFE) prosthesis, one end of which is sutured close using polypropylene vascular suture and sterilized prior to surgery. This "sac" is then attached to an arteriotomy performed in the CCA as described. 
Although these models do not reproduce many of the physiopathological events related to aneurysm formation, they are hemodynamically similar to the situation found in the clinical setting. Therefore, they can be used for research or training purposes, allowing physicians to learn and practice different endovascular techniques in animal models that are close to the human system.

Description of two different aneurysmal swine models for neuroradiology training courses and research studies. This study provides evidence of the feasibility of these aneurysm porcine model creations and the reproducible methods that are close to the clinical setting.

Large animal models, specifically swine, are widely used to research cardiovascular diseases and therapies, as well as for training purposes. This paper ...

Bande aortica ascendente per lo studio dell'insufficienza cardiaca indotta da sovraccarico di pressione

A Minimally Invasive Model of Aortic Stenosis in Swine

Large animal models of heart failure play an essential role in the development of new therapeutic interventions due to their size and physiological similarities to humans. Efforts have been dedicated to creating a model of pressure-overload induced heart failure, and ascending aortic banding while still supra-coronary and not a perfect mimic of aortic stenosis in humans, closely resembling the human condition.
The purpose of this study is to demonstrate a minimally invasive approach to induce left ventricular pressure overload by placing an aortic band, precisely calibrated with percutaneously introduced high-fidelity pressure sensors. This method represents a refinement of the surgical procedure (3Rs), resulting in homogenous trans-stenotic gradients and reduced intragroup variability. Additionally, it enables swift and uneventful animal recovery, leading to minimal mortality rates. Throughout the study, animals were followed for up to 2 months after surgery, employing transthoracic echocardiography and pressure-volume loop analysis. However, longer follow-up periods can be achieved if desired. This large animal model proves valuable for testing new drugs, particularly those targeting hypertrophy and the structural and functional alterations associated with left ventricular pressure overload.

Autore in primo piano: Sviluppo di un modello minimamente invasivo di grandi animali per una ricerca cardiovascolare affidabile e riproducibile 

This protocol describes a minimally invasive surgical procedure for ascending aortic banding in swine.

Un modello minimamente invasivo di stenosi aortica nei suini

Large animal models of heart failure play an essential role in the development of new therapeutic interventions due to their size and physiological ...