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Method Article
Questo studio presenta un modello suino di embolia polmonare (EP) utilizzando grandi emboli autologhi che replicano l'EP acuta a rischio intermedio. Il modello è adatto per la valutazione sia della fisiopatologia che delle risposte al trattamento.
L'embolia polmonare acuta (EP) è una condizione potenzialmente pericolosa per la vita che causa un'ostruzione improvvisa delle arterie polmonari, con conseguente insufficienza cardiaca destra acuta. Nuovi metodi diagnostici e terapie dirette verso il catetere vengono sviluppati rapidamente e c'è un'ovvia necessità di un modello animale di EP realistico che possa essere utilizzato per la valutazione fisiopatologica e i test preclinici.
Questo protocollo introduce un modello suino che impiega grandi emboli polmonari autologhi. La strumentazione viene eseguita con tecniche minimamente invasive, creando un modello a torace chiuso che consente lo studio di varie opzioni di trattamento con un'elevata riproducibilità. Tre ore dopo il prelievo di sangue per creare emboli autologhi ex vivo, l'induzione dell'EP ha causato un aumento immediato della pressione arteriosa polmonare media (da 17 ± 3 mmHg a 33 ± 6 mmHg, p < 0,0001) e della frequenza cardiaca (da 50 ± 9 battiti-min-1 a 63 ± 6 battiti-min-1, p < 0,0003) accompagnata da una diminuzione della gittata cardiaca (5,0 ± 0,8 L/min a 4,5 ± 0,9 L/min, p < 0,037) rispetto al basale. L'angiografia polmonare TC ha rivelato emboli multipli e la percentuale di ostruzione polmonare è aumentata rispetto al basale (da 0% [0-0] a 57,1% [38,8-63,3], p < 0,0001). Nella fase acuta, il fenotipo è paragonabile all'EP a rischio intermedio.
Il modello rappresenta un fenotipo realistico e ben caratterizzato di EP a rischio intermedio e crea un'opportunità per testare nuovi metodi diagnostici, trattamenti interventistici e farmaceutici e una formazione pratica per gli operatori sanitari nelle procedure interventistiche.
L'embolia polmonare acuta (EP) è la terza causa più comune di morte cardiovascolare ed è una manifestazione di tromboembolia venosa (TEV)1. L'incidenza del TEV varia tra 75 e 269 per 100.000 abitanti all'anno e aumenta con l'etàdi 2 anni. I primi sopravvissuti corrono un rischio di morte di 30 giorni che varia dallo 0,5% per i pazienti a basso rischio e fino al 22% per i pazienti ad alto rischio3. La causa della morte è l'insufficienza ventricolare destra (RV), che si verifica prevalentemente entro poche ore 4,5. Anche se i pazienti sopravvivono, c'è ancora il rischio di una morbilità significativa e di malattie croniche.
Le opzioni terapeutiche nella fase acuta della malattia comprendono l'embolectomia chirurgica, la trombolisi sistemica o transcatetere, l'eparina a basso peso molecolare e gli anticoagulanti orali1. Il numero e la varietà delle opzioni di trattamento sono in espansione e vengono continuamente sviluppate nuove tecniche e metodi per la diagnosi e la valutazione della gravità. Prima di poter eseguire studi clinici, la fattibilità e la sicurezza devono essere determinate in una configurazione riproducibile e coerente, come può essere ottenuto in un modello animale. Inoltre, lo studio della fisiopatologia acuta dell'EP richiede un modello animale con fisiologia cardiovascolare e polmonare quasi umana. Sonostati sviluppati modelli sia nei roditori che negli animali più grandi, ad esempio i maiali6. Il vantaggio di un modello animale di grandi dimensioni è la possibilità di utilizzare tecniche cliniche e di valutare le apparecchiature e gli interventi chirurgici utilizzati nella pratica clinica. Tuttavia, la maggior parte di questi modelli utilizza materiali artificiali, come sfere di plastica o palloni occlusivi, o richiede grandi procedure invasive per il bendaggio arterioso polmonare per imitare l'insufficienza cardiaca destra acuta 7,8,9. Uno studio ha utilizzato un filtro per vena cava inferiore per creare trombosi in situ10. Tuttavia, questo richiede molto tempo e il carico di coaguli è difficile da controllare. Altri studi hanno creato emboli autologhi ex vivo, ma il PE è stato di dimensioni inferiori di11,12. Pertanto, questi modelli potrebbero non essere adatti per testare le procedure interventistiche.
C'è bisogno di un modello animale in grado di replicare la patologia umana dell'EP. Sulla base di studi precedenti condotti dal nostro gruppo 13,14,15,16, miriamo a presentare un modello suino di EP acuta.
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Questo studio è stato condotto con l'approvazione dell'Ispettorato danese degli animali (licenza n. 2021-15-0201-00944) e in conformità con le linee guida danesi e universitarie sul benessere e l'etica degli animali da laboratorio.
NOTA: Questo studio ha seguito le linee guida ARRIVE 2.017. I principi delle 3R (Sostituzione, Riduzione e Raffinamento) sono stati rispettati valutando ripetutamente ogni animale per fungere da controllo personale, riducendo così il numero di animali necessari e massimizzando le informazioni raccolte. I suini utilizzati in questo modello animale erano femmine danesi da macello di 60 kg (un incrocio di Yorkshire, Duroc e Landrace danese). Tutti i suini hanno seguito il programma danese Specific Pathogen Free (SPF). I maiali sono stati acclimatati presso l'azienda di ricerca una settimana prima dello studio per addestrare il contatto umano. I maiali sono stati alloggiati in recinti con pavimenti in cemento massiccio e lettiera di paglia. Ogni recinto misurava 2,35 m x 2,9 m con penne adiacenti per consentire il contatto con il muso. I maiali avevano libero accesso all'acqua e venivano nutriti due volte al giorno con una dieta suina convenzionale, aggiungendo barbabietole sminuzzate per ridurre l'aumento di peso. La stalla aveva un ciclo luce-buio di 12:12 h (luci accese dalle 6 del mattino alle 6 del pomeriggio).
1. Anestetizzazione, intubazione e ventilazione
2. Accessi intravascolari ecoguidati
NOTA: Gli accessi intravascolari sono stabiliti come precedentemente descritto18.
3. Formazione di coaguli
4. Inserimento guidato dalla fluoroscopia della guaina 26 F
ATTENZIONE: Gli indumenti protettivi, come grembiuli di piombo e collari tiroidei, contro le radiazioni ionizzanti, devono essere indossati ogni volta che la fluoroscopia è in uso.
5. Cateterismo cardiaco destro
6. Assemblaggio del dispositivo di erogazione dell'embolo (Figura 3)
NOTA: Il dispositivo embolo è composto da due parti, che d'ora in poi vengono indicate come parte A e parte B (Figura 3).
7. Valutazione di base
NOTA: È importante ottenere la stabilizzazione emodinamica dopo la strumentazione e prima della valutazione di base. Si raccomandano le seguenti misure. L'ambito della misurazione di base può essere regolato in base al protocollo specifico.
8. Valutazione del coagulo
NOTA: Dopo un minimo di 3 ore, gli emboli sono pronti per essere indotti. Il tubo in PVC conterrà l'embolo formato e il surnatante liquido. Se il sangue non si è coagulato, attendere altri 30 minuti prima di recuperare un altro embolo.
9. Induzione di embolia polmonare acuta (Figura 4)
10. Modello di EP acuta (Figura 5 e Figura 6)
11. Emodinamica
12. Tomografia computerizzata angiografia polmonare (CTPA) (Figura 7)
NOTA: Questa parte del protocollo può essere esclusa a seconda dell'ambito scientifico.
13. Altri metodi
14. Eutanasia e necroscopia
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In un'analisi aggregata di suini inclusa in studi precedenti, presentiamo i risultati che caratterizzano il modello di EP acuta descritto in questo protocollo15,16. Due suini sono morti per insufficienza cardiaca destra acuta a seguito di EP. In totale, abbiamo incluso 24 maiali.
Emodinamica
La risposta dopo ogni embolo è evidente nella Figura 5. L'ind...
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Questo articolo descrive un modello suino di EP acuta a rischio intermedio utilizzando emboli autologhi minimamente invasivi e riproducibili.
Ci sono alcuni passaggi critici in questo protocollo. In primo luogo, la dilatazione dell'accesso nella vena giugulare esterna destra è cruciale per il modello in quanto funge da punto di accesso per gli emboli. Quando si avanza la guaina grande, è essenziale attenersi alla guida del filo rigido in fluoroscopia continu...
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AA ha ricevuto onorari di relatore (ABBOTT, Gore Medical, Angiodynamics, EPS Vascolarar e Jannsen) ed è consulente di Inari Medical.
Desideriamo esprimere la nostra sincera gratitudine per l'enorme dedizione e il duro lavoro dimostrato dal personale del Dipartimento di Medicina Clinica dell'Università di Aarhus, nel completare gli esperimenti. Inoltre, vogliamo ringraziare i nostri collaboratori del Dipartimento di Medicina Legale dell'Università di Aarhus e del Dipartimento di Radiologia del Massachusetts General Hospital, per la preziosa assistenza nella conduzione e nell'analisi dell'angiografia polmonare TC. Il lavoro è stato sostenuto dalla Aarhus University Graduate School, dalla Karen Elise Jensen's Foundation, dalla Danish Heart Foundation, dal NIH-grant n. 1R01HL168040-01, dalla Novo Nordisk Foundation [NNF17OC0024868], dal Holger og Ruth Hesse's Mindefond, dalla Laerdal Foundation [3374], dalla Alfred Benzons Foundation, da A.P. Møller Fonden, dal Direktør Emil C. Hertz og hustru Inger Hertz Fond, dal P.A. Messerschmidt og Hustrus fond e dal Helga og Peter Kornings Fond.
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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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