Takahiro Nishida

Remote preconditioning lessens the deterioration of pulmonary function after repeated coronary artery occlusion and reperfusion in sheep

PurposeWe investigated whether remote organ preconditioning (RPC) can preserve pulmonary function following repeated myocardial ischemia/reperfusion in a model mimicking multi-vessel off-pump coronary artery bypass (OPCAB) revascularization.MethodsNine sheep (Group-RPC) underwent RPC by three episodes of five-minute occlusion and five-minute reperfusion of the iliac artery. Five sheep (Group-C) were time-matched controls. Afterwards, ten-minute occlusion and reperfusion of the left anterior descending, the first diagonal and the left circumflex coronary arteries were performed consecutively. Hemodynamic and respiratory parameters and arterial blood gases were measured until 120 min after the final coronary reperfusion. Anesthesia was maintained with halothane in oxygen and nitrous oxide. Animals were ventilated with a tidal volume of 15–20 mL·kg−1 in a non-rebreathing system, and a respiratory rate 14–16 min, with 5-cm H2O positive end expiratory pressure after thoracotomy.ResultsRepeated coronary occlusion and reperfusion was associated in this experimental model with an increase in pulmonary vascular resistance (PVR) and pulmonary arterial pressure (PAP) and a decrease in PaO2 and PaO2/FlO2 in Group-C. After 120 min reperfusion, PaO2 and PaO2/FlO2 in Group-RPC were higher ( 192 ± 69 mmHg and 241 ± 78vs I 15 ± 54 mmHg and 129 ± 64,P < 0.05), while PVR and PAP were lower than in Group-C. At 120 min of reperfusion, PaO2 and PaO2/FlO2 were inversely correlated with PVR(P < 0.01).ConclusionsRPC by transient occlusion of the iliac artery improves lung gas exchange after repeated coronary artery occlusion and reperfusion mimicking OPCAB surgery, and preserves low PVR in sheep.RésuméObjectifNous avons vérifié si ie préconditionnement éioigné d’un organe (PEO) peut préserver ia fonction puimonaire à ia suite d’ischémie/reperfusion myocardique répétée chez un modèie imitant la revascuiarisation d’un pontage aortocoronarien plurivasculaire à cœur battant (PACCB)MéthodeNeuf moutons (Groupe PEO) ont subi un PEO en trois épisodes d’occlusion de cinq minutes suivis de reperfusion de cinq minutes de l’artère iliaque. Cinq moutons (Groupe T) ont constitué le groupe témoin apparié dans le temps. Par la suite, nous avons réalisé successivement l’occlusion et la reperfusion, en dix minutes, des artères coronaires interventriculaire antérieure, première diagonale et circonflexe. Les paramètres hémodynamiques et respiratoires et la gazométrie du sang artériel ont été mesurés jusqu’à 120 min après la reperfusion coronaire finale. L’anesthésie a été maintenue avec de l’halothane dans un mélange d’oxygène et de protoxyde d’azote. Les animaux ont été ventilés selon un volume de 15- 20 mL·kg−1 avec un système sans réinspiration, et une fréquence respiratoire de 14–16 min selon une pression positive en fin d’expiration de 5 cm de H2O après la thoracotomie.RésultatsDans ce modèle expérimental, l’occlusion et la reperfusion coronaires répétées ont été associées à une augmentation de la résistance vasculaire pulmonaire (RVP) et de la tension artérielle pulmonaire (TAP) ainsi qu’à une baisse de la PaO2 et de la PaO2/ElO2 dans le Groupe T. Dans le Groupe PEO, après 120 min de reperfusion, la PaO2 et la PaO2/FIO2 étaient plus élevées (192 ± 69 mmHg et 241 ± 78 vs 115 ± 54 mmHg et 129 ± 64, P < 0,05), tandis que la RVP et la TAP étaient plus faibles que dans le Groupe T.À 120 min de reperfusion, la PaO2 et la PaO2/FlO2 étaient en corrélation inverse avec la RVP(P < 0,01).ConclusionLe PEO par occlusion transitoire de l’artère iliaque améliore les échanges gazeux pulmonaires après l’occlusion et la reperfusion répétée de l’artère coronaire simulant un PACCB et il maintien une faible RVP.

Micropumps to support the heart during CABG

OBJECTIVE To show the effect of myocardial support by micropumps during beating heart CABG for triple vessel disease. METHODS In 12 sheep, three coronary arteries (LAD, intermediate branch and circumflex) were consecutively occluded for 10 min. The animals were divided in two groups: group 1 without support (n=6) and group 2 with biventricular support of intravascular micropumps. The pumps (diameter 6.4 mm) were placed through peripheral access (femoral artery and jugular vein) and advanced under fluoroscopic guidance. The hemodynamic evolution was analyzed during the procedure and 2 h of reperfusion. Myocardial flow was assessed by colored microspheres. Differences between groups were analyzed by ANOVA for repeated measurements and post-hoc testing in case of significance. RESULTS All of the pump-supported animals survived the procedure, 1 of the control animals died of resistant ventricular fibrillation. At the end of the reperfusion period, the hemodynamic performance and myocardial contractility was significantly better in the pump-supported group (cardiac output: 2.4+/-0.9 vs. 3.3+/-0.9 l/min, P=0.0192; mean arterial blood pressure: 51+/-23 vs. 73+/-9 mmHg, P=0. 036; first derivative of the left ventricular pressure: 561+/-271 vs. 947+/-316 mmHg/s, P=0.0074). After the procedure, subendocardial blood flow was significantly better in all areas of the left ventricle in group 2 (0.935+/-0.427 ml/min per g vs. 0.409+/-0.183 ml/min per g in group 1; P=0.0366). CONCLUSION The supported heart is more resistant to repetitive local ischemia. Support by microaxial pumps can make beating heart surgery safer and applicable for more complex cases.