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Method Article
En este estudio se presenta un modelo porcino de embolia pulmonar (EP) utilizando grandes émbolos autólogos que replican la embolia pulmonar aguda de riesgo intermedio. El modelo es adecuado para la evaluación tanto de la fisiopatología como de las respuestas al tratamiento.
La embolia pulmonar aguda (EP) es una afección potencialmente mortal que causa una obstrucción abrupta de las arterias pulmonares, lo que conduce a una insuficiencia cardíaca derecha aguda. Se están desarrollando rápidamente nuevos métodos de diagnóstico y terapias dirigidas por catéteres, y existe una necesidad obvia de un modelo animal de EP realista que pueda utilizarse para la evaluación fisiopatológica y las pruebas preclínicas.
Este protocolo introduce un modelo porcino que emplea grandes embolias pulmonares autólogas. Las instrumentaciones se realizan con técnicas mínimamente invasivas, creando un modelo de tórax cerrado que permite investigar diversas opciones de tratamiento con alta reproducibilidad. Tres horas después de la extracción de sangre para crear émbolos autólogos ex vivo, la inducción de EP provocó un aumento inmediato de la presión arterial pulmonar media (17 ± 3 mmHg a 33 ± 6 mmHg, p < 0,0001) y de la frecuencia cardíaca (50 ± 9 latidos·min-1 a 63 ± 6 latidos·min-1, p < 0,0003) acompañada de una disminución del gasto cardíaco (5,0 ± 0,8 L/min a 4,5 ± 0,9 L/min, p < 0,037) en comparación con el valor basal. La angiografía pulmonar por TC reveló émbolos múltiples y el porcentaje de obstrucción pulmonar aumentó en comparación con el basal (0% [0-0] a 57,1% [38,8-63,3], p < 0,0001). En la fase aguda, el fenotipo es comparable al de la EP de riesgo intermedio.
El modelo representa un fenotipo realista y bien caracterizado de EP de riesgo intermedio y crea una oportunidad para probar nuevos métodos de diagnóstico, tratamientos intervencionistas y farmacéuticos, y capacitación práctica para los trabajadores de la salud en procedimientos intervencionistas.
La embolia pulmonar aguda (EP) es la tercera causa más frecuente de muerte cardiovascular y es una manifestación de tromboembolismo venoso (TEV)1. La incidencia de TEV oscila entre 75 y 269 por 100.000 habitantes al año y aumenta con los2 años de edad. Los supervivientes iniciales se enfrentan a un riesgo de muerte a 30 días, que oscila entre el 0,5 % para los pacientes de bajo riesgo y el 22 % para los pacientes de alto riesgo3. La causa de la muerte es la insuficiencia del ventrículo derecho (VD), que ocurre predominantemente en cuestión de horas 4,5. Incluso si los pacientes sobreviven, todavía existe el riesgo de una morbilidad significativa y enfermedades crónicas.
Las opciones de tratamiento en la fase aguda de la enfermedad incluyen embolectomía quirúrgica, trombólisis sistémica o basada en catéter, heparina de bajo peso molecular y anticoagulantes orales1. El número y la variedad de opciones de tratamiento se están ampliando, y se están desarrollando continuamente nuevas técnicas y métodos para el diagnóstico y la evaluación de la gravedad. Antes de que se puedan realizar estudios clínicos, la viabilidad y la seguridad deben determinarse en una configuración reproducible y consistente, como se puede lograr en un modelo animal. Además, la investigación de la fisiopatología aguda de la EP requiere un modelo animal con una fisiología cardiovascular y pulmonar cercana a la humana. Se han desarrollado modelos tanto en roedores como en animales de mayor tamaño, es decir, cerdos6. La ventaja de un modelo animal grande es la posibilidad de utilizar técnicas clínicas y evaluar los equipos e intervenciones quirúrgicas utilizados en la práctica clínica. Sin embargo, la mayoría de estos modelos utilizan materiales artificiales, como esferas de plástico o globos oclusivos, o requieren procedimientos invasivos de gran tamaño para la colocación de bandas arteriales pulmonares para imitar la insuficiencia cardíaca derecha aguda 7,8,9. En un estudio se utilizó un filtro de vena cava inferior para crear trombosis in situ10. Sin embargo, esto lleva mucho tiempo y la carga de coágulos es difícil de controlar. Otros estudios han creado émbolos autólogos ex vivo, pero la EP ha sido de menor tamaño11,12. Por lo tanto, estos modelos podrían no ser adecuados para probar procedimientos intervencionistas.
Existe la necesidad de un modelo animal que pueda replicar la patología humana de la EP. Con base en estudios previos realizados por nuestro grupo 13,14,15,16, nos propusimos presentar un modelo porcino de EP aguda.
Este estudio se llevó a cabo con la aprobación de la Inspección Animal danesa (n.º de licencia 2021-15-0201-00944) y de conformidad con las directrices danesas y universitarias sobre el bienestar y la ética de los animales de laboratorio.
NOTA: Este estudio siguió las directrices ARRIVE 2.017. Se respetaron los principios de las 3R (Reemplazo, Reducción y Refinamiento) evaluando a cada animal repetidamente para que sirviera como su propio control, reduciendo así el número de animales necesarios y maximizando la información recopilada. Los cerdos utilizados en este modelo animal fueron hembras de matanza danesas de 60 kg (un cruce de Yorkshire, Duroc y Landrace danés). Todos los cerdos siguieron el programa danés libre de patógenos específicos (SPF). Los cerdos fueron aclimatados en la granja de investigación una semana antes del estudio para entrenar el contacto humano. Los cerdos fueron alojados en corrales con pisos de concreto sólido y camas de paja. Cada corral medía 2,35 m x 2,9 m con corrales contiguos para permitir el contacto con el hocico. Los cerdos tenían libre acceso al agua y fueron alimentados dos veces al día con una dieta convencional para cerdos, añadiendo remolacha triturada para disminuir el aumento de peso. El establo tenía un ciclo de luz-oscuridad de 12:12 h (luces encendidas de 6 a 18 horas).
1. Anestesia, intubación y ventilación
2. Accesos intravasculares ecoguiados
NOTA: Los accesos intravasculares se establecen como se ha descrito anteriormente18.
3. Formación de coágulos
4. Inserción guiada por fluoroscopia de la vaina 26 F
PRECAUCIÓN: Se debe usar equipo de protección, como delantales de plomo y collarines tiroideos, contra la radiación ionizante siempre que se use fluoroscopia.
5. Cateterismo cardíaco derecho
6. Montaje del dispositivo de administración de émbolo (Figura 3)
NOTA: El dispositivo de émbolo consta de dos partes, que a partir de ahora se denominan parte A y parte B (Figura 3).
7. Evaluación de referencia
NOTA: Es importante lograr la estabilización hemodinámica después de la instrumentación y antes de la evaluación basal. Se recomiendan las siguientes medidas. El alcance de la medición de referencia se puede ajustar de acuerdo con el protocolo específico.
8. Evaluación de coágulos
NOTA: Después de un mínimo de 3 h, los émbolos están listos para ser inducidos. El tubo de PVC contendrá el émbolo formado y el sobrenadante líquido. Si la sangre no se ha coagulado, espere otros 30 minutos antes de extraer otro émbolo.
9. Inducir embolia pulmonar aguda (Figura 4)
10. Modelo de EP aguda (Figura 5 y Figura 6)
11. Hemodinamia
12. Angiografía pulmonar por tomografía computarizada (CTPA) (Figura 7)
NOTA: Esta parte del protocolo puede ser excluida dependiendo del alcance científico.
13. Otros métodos
14. Eutanasia y necropsia
En un análisis agrupado de cerdos incluido en estudios previos, presentamos los resultados que caracterizan el modelo de EP aguda descrito en este protocolo15,16. Dos cerdos murieron por insuficiencia cardíaca derecha aguda después de la embolia pulmonar. En total, incluimos 24 cerdos.
Hemodinámica
La respuesta después de cada émbolo es evidente en la Figu...
En este trabajo se describe un modelo porcino de EP aguda de riesgo intermedio utilizando émbolos autólogos que es mínimamente invasivo y reproducible.
Hay algunos pasos críticos en este protocolo. En primer lugar, la dilatación del acceso en la vena yugular externa derecha es crucial para el modelo, ya que sirve como punto de acceso para los émbolos. Al avanzar la vaina grande, es esencial seguir la guía del alambre rígido bajo fluoroscopia continua p...
AA ha recibido honorarios de orador (ABBOTT, Gore Medical, Angiodynamics, EPS Vascular y Jannsen), y es consultor de Inari Medical.
Deseamos expresar nuestro más sincero agradecimiento por la tremenda dedicación y el arduo trabajo demostrado por el personal del Departamento de Medicina Clínica de la Universidad de Aarhus para completar los experimentos. Además, queremos agradecer a nuestros colaboradores del Departamento de Medicina Forense de la Universidad de Aarhus y del Departamento de Radiología del Hospital General de Massachusetts, por la inestimable ayuda en la realización y análisis de la angiografía pulmonar por TC. El trabajo ha sido apoyado por la Escuela de Graduados de la Universidad de Aarhus, la Fundación Karen Elise Jensen, la Fundación Danesa del Corazón, la subvención NIH nº 1R01HL168040-01, la Fundación Novo Nordisk [NNF17OC0024868], el Mindefond de Holger og Ruth Hesse, la Fundación Laerdal [3374], la Fundación Alfred Benzons, A.P. Møller Fonden, Direktør Emil C. Hertz og hustru Inger Hertz Fond, P.A. Messerschmidt og Hustrus fond, y Helga og Peter Kornings Fond.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12L-RS | GE Healthcare Japan | 5141337 | Ultrasound probe |
50 mL BD Luer-Lock | BD Plastipak | 300865 | |
Adhesive Aperature Drape (OneMed) | evercare | 1515-01 | 75 cm x 90 cm (hole: 6 cm x 8 cm) |
Alaris GP Guardrails plus | CareFusion | 9002TIG01-G | Infusion pump |
Alaris Infusion set | BD Plastipak | 60593 | |
Alcohol swap | MEDIQ Danmark | 3340012 | 82% ethanol, 0.5% chlorhexidin, skin disinfection |
Amplatz Support Wire Guide Extra-Stiff | Cook Medical | THSF-25-260-AES | diameter: 0.025 inches, length: 260 cm |
Aortic Perfusion Cannula | Edwards Lifesciences | AA024TFTA | Size: 24F. Length: 30 cm. |
BD Connecta | BD | 394601 | Luer-Lock |
BD Emerald | BD | 307736 | 10 mL syringe |
BD Platipak | BD | 300613 | 20 mL syringe |
BD Venflon Pro | Becton Dickinson Infusion Therapy | 393204 | 20 G |
BD Venflon Pro | Becton Dickinson Infusion Therapy | 393208 | 17 G |
Butomidor Vet | Richter Pharma AG | 531943 | 10 mg/mL |
Chlorhexidine 0.5% | Meda AB | N/A | |
Cios Connect S/N 20015 | Siemens Healthineers | N/A | C-arm |
CP Oxygenation System Adult With Fusion and Cardioplegia 1/B | Medtronic | M450311W | Custom cardiopulmonary oxygenation system including a cardioplegia line. |
D-LCC12A-01 | GE Healthcare Finland | N/A | Pressure measurement monitor |
Durapore | 3M | N/A | Adhesive tape |
E-PRESTIN-00 | GE Healthcare Finland | 6152932 | Respirator tubes |
Euthanimal | Alfasan | 136278 | Pentobarbitalnatrium 400 mg/mL (0.5 mL/kg for euthanasia) |
Favorita II | Aesculap | GT104 | |
Fentanyl | B. Braun | 71036 | 50 µg/mL |
Glucose isotonic | SAD | 419358 | 55 mg/mL Isotonic glucose (500 mL bag) |
Gore DrySeal Flex Introducer Sheath | GORE | DSF2633 | Size: 26 French. Working length: 33 cm. |
Ketaminol Vet | MSD/Intervet International B.V. | 511519 | 100 mg/mL |
Lawton 85-0010 ZK1 | Lawton | N/A | Laryngoscope |
Lectospiral | VYGON | 1159.90 | 400 cm (Luer-LOCK) |
MBH qufora | MBH-International A/S | 13853401 | Urine bag |
Natriumchlorid | Fresenius Kabi | 7340022100528 | 9 mg/mL Isotonic saline |
Noradrenalin | Macure Pharma | 425318 | 1 mg/mL |
PICO50 Aterial Blood Sampler | Radiometer | 956-552 | 2 mL |
Portex Tracheal Tube | Smiths Medical | 100/150/075 | Cuffed Clear Oral/Nasal Murphy Eye |
Pressure Extension set | CODAN | 7,14,020 | Tube for anesthetics, 150 cm long, inner diameter 0.9 mm |
Propolipid | Fresenius Kabi | 21636 | Propofol, 10 mg/mL |
Radiofocus Introducer II | Radiofocus/Terumo | RS+B80N10MQ | 7 + 8F sheaths |
Rompun Vet | Beyer | 86450917 | Xylazin, 20 mg/mL |
Rüsch Brilliant AquaFlate Glycerine | Teleflex | 178000 | Bladder catheter, size 14 |
S/5 Avance | Datex-Ohmeda | N/A | Mechanical ventilator |
Safersonic Conti Plus & Safergel | SECMA medical innovation | SAF.612.18120.WG.SEC | 18 cm x 120 cm (Safersonic Sterile Transducer Cover with Adhesive Area and Safergel) |
Standard Dilator | Cook Medical | G01212 | Size: 16 French. Length: 20 cm. |
Swan-Ganz CCOmbo | Edwards Lifesciences | 744F75 | 110 cm |
TruWave Pressure Monitoring Set | Edwards Lifesciences | T434303A | 210 cm |
Vigilance VGS Patient Monitor | Edwards Lifesciences | N/A | |
Vivid iq | GE Medical Systems China | Vivid iq | |
Zoletil 50 Vet (tiletamin 125 mg and zolazepam 125 mg) | Virbac | 83046805 | Zoletil Mix for pigs: 1 vial of Zoletil 50 Vet (dry matter); add 6.25 mL Xylozin (20 mg/mL), 1.25 mL ketamin (100 mg/mL) and 2.5 mL Butorphanol (10 mg/mL). Dose for pre-anesthesia: 0.1 mL/kg as intramuscular injection |
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