El propósito de este protocolo es demostrar la colocación de un dispositivo constricting retrasada (un ameroid constrictor) alrededor de una arteria coronaria en un modelo porcino. Este dispositivo crea un área isquémico del corazón que es útil para el estudio de nuevas técnicas de imagen diagnósticas y nuevos métodos de tratamiento.
Enfermedad cardiovascular sigue siendo la principal causa de mortalidad en los Estados Unidos. Hay numerosos enfoques para el tratamiento de estas enfermedades, pero sin importar el enfoque, un modelo en vivo es necesario para probar cada tratamiento. El cerdo es uno de los modelos animales grandes más usados para la enfermedad cardiovascular. Su corazón es muy similar en anatomía y función a la de un ser humano. La técnica de colocación del ameroid crea un área isquémico del corazón, que tiene muchas aplicaciones útiles en el estudio de infarto de miocardio. Este modelo se ha utilizado para la investigación quirúrgica, estudios farmacéuticos, técnicas de imagen y terapias celulares.
Hay varias maneras de inducir una zona isquémica en el corazón. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas, pero la colocación de un constrictor ameroid sigue siendo la técnica más ampliamente utilizada. Las principales ventajas para usar el ameroid son su prevalencia en estudios existentes, su disponibilidad en varios tamaños para acomodar la anatomía y el tamaño del recipiente a ser limitado, la cirugía es un procedimiento relativamente simple y supervisión post-operatoria es mínima, puesto que no hay ningún dispositivo externo para mantener. Este documento proporciona una descripción detallada de la técnica adecuada para la colocación de la constrictor ameroid.
Arteriopatía coronaria (CAD), que conduce a isquemia miocárdica, es la principal causa de incapacidad, muerte y los costos de salud en el mundo4 y atribuible para aproximadamente 1 de cada 3 muertes en los Estados Unidos1,2 , 3 , 4 , 5 , 6. aunque ha habido muchos avances en los tratamientos tanto percutáneos como quirúrgicos, no tanto como un tercio de los pacientes afectos de CAD son elegibles para estos tratamientos debido a la edad, mala salud o subóptima anatomía4, 5 , 6 , 7. con el fin de evaluar nuevos métodos de diagnóstico por imágenes o tratamiento, es fundamental el desarrollo de un modelo animal apropiado.
En el desarrollo de un modelo animal para una enfermedad, el desorden inducido cerca debe emular las características anatómicas y fisiológicas de la enfermedad en los seres humanos8,9. Uno de los animales grandes más ampliamente utilizados para estudios cardiovasculares es el cerdo. El corazón del cerdo es más análogo al corazón del hombre en términos de tamaño, anatomía y fisiología3,6. Similar al corazón del hombre, el miocardio del corazón de cerdo no posee una extensa circulación colateral6. Debido a esto, el corazón de cerdo no tolera bien la obstrucción coronaria aguda, pero puede tolerar una gradual obstrucción de coronarias. Si lentamente se ocluye una arteria coronaria, puede ser utilizado como un modelo de isquemia miocárdica crónica, infarto de miocardio crónico e insuficiencia cardíaca5,6,9,10, 11 , 12 , 13. isquemia crónica puede ser inducida a través de la implantación del stent o la colocación de un dispositivo hidráulico de oclusión, una oclusión estenosis fija o un constrictor ameroid. Hay ventajas y desventajas de todos estos métodos que se describen en detalle en varias publicaciones6,9,13 , pero el método más comúnmente utilizado es el de la colocación del ameroid5, 6,10,11.
El constrictor ameroid consiste en material de caseína encerrado dentro de un acero inoxidable, plástico o titanio anillo. Una vez situados alrededor de una arteria (generalmente la izquierda arteria coronaria descendente anterior (da) o la arteria coronaria circunfleja izquierda (LCX)), el material de caseína absorbe el líquido circundante que causa la luz interna a reducir poco a poco, imitando la estenosis lento de una arteria y resultando finalmente en completa oclusión9,13,14. Este procedimiento utiliza por sí sola o conjuntamente con otros métodos de resultados en una región de la isquemia miocárdica crónica o infarto del ventrículo izquierdo del corazón que ha sido útil para desarrollar y evaluar nuevas imágenes técnicas8, 10,15, tratamientos terapéuticos7,16,17,18 y procedimientos quirúrgicos19,20.
Ameroid constrictor se han utilizado extensivamente para crear modelos animales de isquemia miocárdica crónica, infarto de miocardio crónico e insuficiencia cardíaca5,6,7,9,10 , 11 , 12 , 13 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. aunque estos modelos pueden ser creados mediante el uso de stents, los obstructores hidráulicos o estenosis fija los obstructores, la prevalencia del uso de ameroid en la literatura científica permite a los investigadores Comparar con mayor precisión los resultados de su trabajo con han publicado estudios5,6,7,9,10,11,12,13, 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 22. otra ventaja de la utilización de la constrictor ameroid es que el procedimiento es relativamente sencillo y puede realizarse con éxito por cualquier persona con habilidades quirúrgicas razonables y no requiere instrumentos especializados. Los otros métodos mencionados requieren mayor habilidad técnica y, en el caso de la oclusión hidráulico requiere monitoreo postoperatorio intenso debido a los dispositivos externos6,13.
La principal limitación de la utilización de la constrictor ameroid es la variabilidad en la tasa de oclusión9,13. En general, la mayoría de los estudios usando el ameroid constrictor ha encontrado la tasa de estenosis que en las dos primeras semanas y luego poco a poco forma cónica de hasta obstrucción completa produce23,24. Estudios ex vivo de medir directamente la tasa de cierre del lumen del ameroid han confirmado que la mayor reducción en el diámetro de la luz ocurre en las primeras dos semanas y disminuye después de eso25,26. Sin embargo, estos mismos estudios también han demostrado que alrededor de las concentraciones de glucosa y proteínas puede afectar la tasa y la integridad del cierre ameroid, así sugiriendo que en vivo condiciones son probablemente responsables de la variabilidad en ameroid oclusión tasas25,26. Otros investigadores han sugerido que el trauma mecánico, inflamación, fibrosis y formación de trombos causados por el procedimiento de colocación del ameroid sí mismo pueden contribuir a esta variabilidad5,6,25 . El último escenario es probablemente la razón de las muertes prematuras y paros cardíacos observados en este estudio. No puede ser bastante tensionado la importancia de hacer delicado, pero adecuada, disección de la arteria a ambos lados del ameroid para prevenir retorcimientos de la embarcación.
La colocación correcta de la constrictor ameroid es fundamental para desarrollar un área isquémico del corazón que es lo suficientemente grande para tratar pero no tan grande que resulta en la muerte. Colocar el ameroid constrictor la LCX antes de la primera rama obtusa marginal parece funcionar mejor en los cerdos de Yorkshire. Como se informó en otros lugares, esto dio lugar a una zona isquémica de alrededor del 25-30% del ventrículo izquierdo6. Colocar el ameroid cualquiera inferior resultó en un área isquémico que fue insuficiente para el tratamiento específico que estaba siendo investigado en este estudio.
Las arritmias que se producen durante el procedimiento quirúrgico son raras. Administrar amiodarona oral después de la operación hasta el final del estudio, puede prevenir las arritmias durante la operación después de 2 a 3 semanas, cuando se está cerrando el ameroid. Además, conserjería y personal médico debe ser especialmente vigilante en observando cualquier tos durante este tiempo, que podría ser una señal temprana de insuficiencia cardíaca edema pulmonar.
Con los años, se ha mejorado el diseño de la constrictor ameroid sobre. Ameroids están disponibles en numerosos tamaños, permitiendo al cirujano seleccionar un ameroid que coincide con el diámetro del vaso a ser ocluido. El anillo exterior de la ameroid está disponible en acero inoxidable, titanio o plástico. Esto es especialmente importante cuando se evalúan los corazones afectados usando MRI. Todo el metal puede causar un artefacto en las imágenes de MRI. Titanio ameroids causar menos de un artefacto de acero inoxidable, mientras que el plástico no deja en absoluto. Imágenes de IRM que muestra la diferencia entre un ameroid de titanio y un plástico ameroid se muestran en la figura 2 y figura 3, respectivamente. El artefacto en el lado derecho del corazón en la figura 2 es causado por el anillo de titanio encajonar el ameroid. Hasta hace poco, el anillo de contención en el ameroid plástico era demasiado voluminoso para colocar alrededor de una arteria coronaria sin enroscar el vaso. El ameroid constrictor utilizado en este estudio (véase Tabla de materiales) es una versión mucho más simplificada, que tiene el mismo diámetro externo que el metal ameroids.
The authors have nothing to disclose.
Financiación de intramuros fue proporcionada para este proyecto por la división de investigación intramuros, National Heart, Lung and Blood Institute en los institutos nacionales de salud. Agradece a Dr. James Hawkins, Dr. Robert Hoyt, la división de NIH de recursos veterinarios y el personal del programa de investigación de cirugía cardiotorácica en el 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 |