Le but du présent protocole est de démontrer la mise en place d’un dispositif de constriction retardé (un constrictor Améroïde) autour d’une artère coronaire dans un modèle de porcs. Ce dispositif crée une zone ischémique du coeur qui est utile pour l’étude de nouvelles techniques d’imagerie diagnostiques et nouvelles méthodes de traitement.
Les maladies cardiovasculaires demeurent la première cause de mortalité aux Etats-Unis. Il existe de nombreuses approches pour le traitement de ces maladies, mais quel que soit l’approche, un modèle in vivo est nécessaire pour tester chaque traitement. Le porc est un des modèles animaux grands plus utilisés pour les maladies cardiovasculaires. Son coeur est très similaire à l’anatomie et la fonction à celle d’un être humain. La technique de placement Améroïde crée une zone ischémique du coeur, qui a de nombreuses applications utiles dans l’étude de l’infarctus du myocarde. Ce modèle a été utilisé pour la recherche en chirurgie, des études pharmaceutiques, techniques d’imagerie et thérapies cellulaires.
Il y a plusieurs façons d’induire une zone ischémique au cœur. Chacun a ses avantages et ses inconvénients, mais le placement d’un constrictor Améroïde reste la technique la plus largement utilisée. Les principaux avantages à l’utilisation de l’Améroïde sont sa prévalence dans les études existantes, sa disponibilité en différentes tailles pour s’adapter à l’anatomie et taille du navire pour être resserrée, la chirurgie est une procédure relativement simple et la post-operative surveillance est minime, puisqu’il n’y a aucun périphérique externe pour maintenir. Ce document fournit un aperçu détaillé de la bonne technique pour la mise en place de l’Améroïde constrictor.
La maladie coronarienne (CAD), qui conduit à une ischémie du myocarde, est la principale cause d’invalidité, de décès et frais de santé autour du monde4 et peuvent être attribuées pour environ 1 sur chaque 3 décès en1,US2 , 3 , 4 , 5 , 6. bien qu’il y a eu de nombreux progrès dans les traitements percutanées et chirurgicales, comme un tiers des patients souffrant de CAD ne sont pas admissibles pour ces traitements en raison d’âge, mauvaise santé ou anatomie sous-optimale4, 5 , 6 , 7. afin d’évaluer de nouvelles méthodes d’imagerie diagnostique ou de traitement, le développement d’un modèle animal approprié est essentiel.
Lors du développement d’un modèle animal pour une maladie, le trouble induit devrait imiter étroitement les caractéristiques anatomiques et physiologiques de la maladie à l’être humain8,9. Parmi les grands animaux plus largement utilisé pour les études cardiovasculaires est le cochon. Le coeur de porc ressemble plus étroitement au cœur de l’homme en termes de taille, l’anatomie et physiologie3,6. Tout comme le cœur de l’homme, le myocarde de coeur de porc ne possède pas une vaste circulation collatérale6. Pour cette raison, le coeur de cobaye ne tolère pas bien les occlusion coronaire aiguë, mais elle peut tolérer une occlusion coronaire progressive. Si une artère coronaire est obstruée lentement, il peut être utilisé comme un modèle d’ischémie myocardique chronique, chronique de l’infarctus du myocarde et insuffisance cardiaque5,6,9,10, 11 , 12 , 13. l’ischémie myocardique chronique peut être induite par l’implantation de stents ou le placement d’un obturateur hydraulique, un obturateur de sténose fixe ou un constrictor Améroïde. Des avantages et des inconvénients pour toutes ces méthodes qui sont décrites en détail dans diverses publications6,9,13 , mais la méthode la plus couramment utilisée est le placement d’Améroïde5, 6,10,11.
Le constrictor Améroïde se compose de matériau de caséine encapsulé dans un acier inoxydable, plastique ou anneau titane. Une fois placés autour d’une artère (habituellement le gauche artère coronaire descendante antérieure (DAL) ou l’artère coronaire circonflexe gauche (LCX)), le matériel de caséine absorbe le liquide environnant provoquant la lumière interne de réduire progressivement, imitant la sténose lente d’un artère et résultant finalement en pleine occlusion9,13,14. Cette procédure utilisée par elle-même ou en collaboration avec d’autres méthodes de résultats dans une région d’ischémie myocardique chronique et/ou d’infarctus du myocarde du ventricule gauche du cœur qui a été utile pour l’élaboration et l’évaluation de nouvelles techniques d’imagerie8, 10,15, traitements thérapeutiques7,16,17,18 et interventions chirurgicales19,20.
Améroïde serpents Boas ont été largement utilisés pour créer des modèles animaux d’ischémie myocardique chronique, chronique de l’infarctus du myocarde et insuffisance cardiaque5,6,7,9,10 , 11 , 12 , 13 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. bien que ces modèles peuvent être créés par l’utilisation de stents, clamps hydrauliques ou sténose fixe clamps, la prévalence d’utilisation d’Améroïde dans la littérature scientifique permet aux chercheurs de mieux comparer les résultats de leur travaux avec précédemment publié études5,6,7,9,10,11,12,13, 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. un autre avantage d’utiliser le constrictor Améroïde est que la procédure est relativement simple et peut être réalisée avec succès par toute personne ayant des compétences chirurgicales raisonnables et ne nécessite aucun instruments spécialisés. Les autres méthodes susmentionnées exige une plus grande qualification technique et, dans le cas de l’obturateur hydraulique, nécessite une surveillance postopératoire intense due à l’appareil externalisée6,13.
La principale limitation de l’utilisation de la constrictor Améroïde est la variabilité du taux d’occlusion9,13. En général, la plupart des études utilisant le constrictor Améroïde ont trouvé le taux de sténose à être plus élevé dans les deux premières semaines et ensuite progressivement conique large jusqu’à ce que l’occlusion complète produit23,24. Ex vivo études mesurer directement le taux de fermeture de la lumière Améroïde ont confirmé que la plus grande réduction de diamètre de lumière se produit dans les deux premières semaines et ralentit par la suite25,26. Cependant, ces mêmes études ont également montré qu’entourant les concentrations de glucose et de protéines peut influer sur le taux et l’exhaustivité de la fermeture d’Améroïde, ce qui laisse croire que des conditions in vivo sont très probablement responsables de la variabilité dans Améroïde, occlusion tarifs25,26. Autres chercheurs ont suggéré que le traumatisme mécanique, inflammation, fibrose et la formation du thrombus causée par la procédure de placement d’Améroïde lui-même peuvent contribuer à cette variabilité5,,6,25 . Ce dernier scénario est probablement la raison pour les décès prématurés et les échecs de coeur observées dans cette étude. Il ne peut pas être assez souligné l’importance de faire délicat, mais suffisant, dissection de l’artère de chaque côté de l’Améroïde à ne pas s’enrouler du navire.
Positionnement correct de la constrictor Améroïde est essentiel d’instaurer une zone ischémique du coeur qui est assez grand pour traiter mais pas si grand qu’il entraîne la mort. Plaçant le constrictor Améroïde sur le LCX avant que le premier volet marginal obtus semble fonctionner mieux chez les porcs de Yorkshire. Tel que rapporté ailleurs, il en est résulté une zone ischémique d’environ 25-30 % du ventricule gauche6. Plaçant l’Améroïde tout bas a entraîné dans une zone ischémique qui était insuffisante pour le traitement spécifique qui a été examiné dans la présente étude.
Arythmies survenant au cours de cette intervention chirurgicale sont rares. Administration d’amiodarone orale après les opérations jusqu’à la fin de l’étude, peut prévenir les arythmies pendant la 2 à 3 semaines après l’opération, lorsque l’Améroïde se ferme au large. En outre, gardiennage et le personnel médical devrait être particulièrement vigilant en notant toute toux pendant ce temps, ce qui pourrait être un signe précoce d’insuffisance pulmonaire oedème/cardiaque.
Au cours des années, la conception de la constrictor Améroïde a été améliorée. Ameroids sont actuellement disponibles en plusieurs tailles permettant au chirurgien de choisir un Améroïde qui correspond au diamètre du navire pour être obstrués. L’anneau externe de l’Améroïde est disponible en acier inoxydable, titane ou en plastique. Ceci est particulièrement important lorsqu’on évalue les cœurs touchés à l’aide de MRI. Tous les métaux provoquera un artefact sur les images IRM. Ameroids titane causent moins d’un artefact que l’acier inoxydable, tandis que le plastique ne laisse rien du tout. Images d’IRM montrant la différence entre un Améroïde de titane et un Améroïde en plastique sont indiquées dans la Figure 2 et Figure 3, respectivement. L’artefact sur le côté droit du cœur dans la Figure 2 est causée par la bague titane enserrant l’Améroïde. Jusqu’à récemment, la bague de retenue sur l’Améroïde en plastique était trop volumineuse pour placer autour d’une artère coronaire sans coudure du navire. Le constrictor Améroïde utilisé dans cette étude (voir Table des matières) est une version beaucoup plus simple, qui a le même diamètre extérieur comme le métal ameroids.
The authors have nothing to disclose.
Intra-muros a été financé pour ce projet par la Division de la recherche intra-muros, National Heart, Lung and Blood Institute, les National Institutes of Health. Nous tenons à remercier Dr. James Hawkins, Dr Robert Hoyt, The NIH Division of Veterinary Resources et le personnel du programme de recherche de chirurgie cardiothoracique aux NIH.
Anesthesia: ketamine | Putney, INC | Dose: 25mg/kg, IM | |
Anesthesia: midazolam | App Pharmaceuticals | Dose: 0.75mg/kg, IM | |
Anesthesia: isoflurane | Baxter | Dose: 1-3%, INH | |
Antibiotics: amoxicillin and clavulanate potassium | WG Critical Care | Dose: 15mg/kg, IV | |
Antibiotics: piperacillin and tazobactam | Fresenius Kabl | Dose: 100mg/kg, PO | |
Analgesia: buprenorphine (sustained release) | Zoo Pharm | 10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC | |
Analgesia: fentanyl patch | Mylan | Dose: 25-50mcg/hr, TD | |
Analgesia: bupivicaine 0.25% | Hospira | Give SC at incision site for analgesia | |
Alcohol 70% | Humco | NDC 0395-4202-28 | for scrubbing surgical site |
Chlorhexidine scrub 2% | Vet One | 510083 | for scrubbing surgical site |
Datex-Ohmeda Aestiva /5 anesthesia machine | GE Healthcare Madison WI. | ||
Pediatric anesthesia circuit | Westmed | 7-8901 | www.westmedinc.com |
Water blanket | Cincinnati Sub Zero | Blanketrol 2 | |
EKG | Medtronics- Physiocontrol | LifePak 20 | |
Oxygen saturation monitor | GE Healthcare Madison WI. | ||
Temperature probe | GE Healthcare Madison WI. | ||
Electrical cautery unit | Valley Labs | Force 2 | Cut-30 Coag-40 |
Endotracheal tube | Hudson RCI | HUD510312 | Hudson brand – appropriate size for animal |
Intravenous catheter, size 20 gauge | Santa Cruz Biotechnology, Inc | SC-360097 | Fluid and drug administration |
Lactated Ringers Solution | Hospira | NDC 0409-7953-03 | |
Macro IV drip set 15 drops/ml | Hospira | 12672-28 | |
Surgical gowns | Kimberly Clark | 90142 | |
Utility drapes | Kimberly Clark | 89731 | |
Adult laparotomy drape | Medline | DYNJP3004 | |
Sterile surgical gloves | Cardinal Health (Allegiance) | 22537-570 | Size 7 – use appropriate size for surgeon |
Needle mat – sterile | Medline | NC30MBR | |
Cautery pencil | Medline | ESPB 2000 | |
Suction tubing | Medline | DYND50251 | |
Suction tip; Yankauer | Medline | DYND50130 | |
Suction cannister | Cardinal Health (Allegiance) | 65651-220 | |
Ameroid constrictors sizes 2.5mm -3.5mm | Research Instruments SW, Inc. | 760-764-9411 | Types: Stainless steel, titanium, or plastic |
3-way stopcock | Cardinal Health (Allegiance) | 455991 | For chest tube |
Stomach tube – 18 Fr | Cardinal Health (Allegiance) | DC4418 | For chest tube |
60cc syringe | Cardinal Health (Allegiance) | SY35060LL | For chest tube |
3cc syringe | Cardinal Health (Allegiance) | SY35003LL | For post-op analgesia injection |
Skin stapler – 35W | Ethicon Endo-Surgery | PMW 35 | skin closure |
Scalpel blade – size #10 | Cardinal Health (Allegiance) | 32295-010 | |
Mini silicone vessel loops 1 Pak | Aspen Surgical | 011001PBX | for elevating circumflex artery to apply ameroid |
1 (polypropylene) taper | Ethicon | BB #8425H | close ribs |
2-0 (polypropylene) taper | Ethicon | SH #8523 | close muscle layers |
4-0 (polypropylene) taper | Ethicon | BB #8581H | close pericardium |
20 gauge needle | Cardinal Health (Allegiance) | 81-200219 | post-op analgesia injection |
antimicrobial drape | 3M | 6640EZ | |
Finochietto rib retractor – infant size | Codman | 50-8057 | |
Potts-Smith scissors | Roboz | RS-6043 | |
Babcock forceps | Roboz | RS-8022 | |
Pean hemostatic forceps curved | Codman | 30-4565 | |
scalpel handle #7 | Codman | 11-5534 | |
Brown Adson forceps | Roboz | RS-5231 | |
Debakey forceps | Roboz | RS-7562 | |
Mayo scissors | Roboz | RS-6870SC | |
Metzenbaum dissecting scissors | Codman | 36-5011 | |
Metzenbaum dissecting scissors | Codman | 36-5016 | |
Mayo-Hegar needle holder | Codman | 36-2017 | |
Ryder needle holder | Codman | 36-3012 | |
Kelly hemostatic forceps | Roboz | RS-7130 | |
Reynolds hemostatic forcep | Roboz | RS-7211 | |
Weitlander retractor | Roboz | RS-8612 | |
Yorkshire domestic pigs |