Establishment of the Heart Failure Model by Coronary Artery Ligation in Sheep

Background: Despite the relatively high mortality rates in the chronic heart failure model induced by coronary artery ligation are relatively high, this model has been a subject of continuos research because of its clinical correlation. Chronic heart failure model of large-sized animals is very useful to analyse mechanical or biological effects on circulatory system which is difficult in small-sized animals. The purpose of this study is to establish the heart failure model by coronary artery ligation in sheep. Material and Method: Among 9 Corridale sheep, the homonymous artery and the diagonal branch were ligated simultaneously in 2 sheep and remaining 7 sheep were assigned to successive ligation of both arteries at an interval of 1 hour. Both coronary arteries were ligated from the point 40% proximal to the apex of the heart. Hemodynamic and echocardiographic parameters were analyzed before the ligation of the coronary artery, after the ligation of the homonymous artery, and after additional ligation of the diagonal branch. The experimental animals were sacrificed after 2 or 3 months of growth and histopathologic studies were performed Result: Immediate postoperative death occurred in the 2 sheep that had received simultaneous ligation of the homonymous artery and diagonal branch. On the other hand, all the 7 sheep that were lifated in succession were survived up to 3 months. Arterial pressure was sifnificantly decreased immediately after ligation of the homonymous artery(p<0.05), and the cardiac output was decreased and pulmonary capillary wedge pressure was increased after further ligation of the diagonal branch(p<0.05). Central venous pressure, pulmonary artery pressure, pulmonary capillary wedge pressure, left ventricular end-diastolic dimension and end-systolic dimension were markedly increased 3 months after ligation of coronary arteries. Anteroseptal akinesia or dyskinesia was developed after the ligation of coronary arteries. Histopathologic study revealed we]1-demarcated ischemic area of fibrosis. Conclusion: Using methods of successive ligation of the homonymous artery and diagonal branch, chronic heart failure model could be reliably established in sheep.

양에서 관상동맥 결찰에 의한 심부전 모델의 확립

배경 : 관상동맥 결찰법에 의한 만성 심부전 모델은 실험 사망률이 비교적 높음에도 불구하고 임상적 연관성때문에 지속적인 연구 대상이 된다. 특히 대동물에서 만성 심부전 모델 확립은 소동물에서는 검증할 수 없는 기계 또는 생물학적 순환보조시스템의 연구분석에 대단히 유용하게 사용될 수 있다 이런 관점에서 본연구는 양에서 homonymous artery(사람의 좌전하행지에 해당)와 diagonal branch를 순차적으로 결찰 하는 방법으로 신뢰성 있는 만성 심부전 모델을 확립하고자 하였다. ·재료 및 방법: 모두 9마리의 Corridale 양을 사용하였다. 2마리 양에서 homonymous artery 와 diagonal branch를 동시에 결찰 하였고 7마리에서는 homonymous artery와 diagonal branch를 1시간 간격으로 결찰 하였다. 좌전 개흉술로 심장을 노출시킨 후 심첨부에서 기저부까지의 거리를 기준으로 하여 심첨부에서 40% 위치에서 homonymous artery를 결찰 하였다. diagonal branch는 homonymous artery와 동일한 위치에서 결찰 하였다. 관상동맥 결찰 전, homonymous artery 결찰 후,그리고 diagonal branch 추가 결찰 후 각각 동맥압, 심전도, 그리고 thermodilution catheter로 중심정맥압, 폐동맥압, 폐동맥쐐기압, 심박출량을 측정하였다. 같은 시점에 초음파 검사를 통해 좌심실 이완말기 크기, 좌심실수축말기 크기, 좌심실 구혈률, 좌심실 벽두께, 좌심실 구획단축률과 좌심실 벽운동을 분석하였다. 실험 동물은 2개월 또는 3개월 사육한 뒤 같은 분석 과정을 거친 후 희생시켰다. 실험양의 심장은 적출하여 병리조직학적 검사를 하였다. 결과 Homonymous artery 와 diagonal branch를 동시에 결찰 한 2마리는 결찰 직후 모두 사망하였다. 반면 homonymous artery 와 diagonal branch를 순차적으로 결찰 한 7마리는 모두 생존하였는데 이중 5마리는 2개월 그리고 2마리는 3개월 사육후 심장을 적출하였다. 결찰 2~3개월 후 양에서 중심정맥압, 폐동맥압, 폐동맥쐐기압, 좌심실 이완말기 및 수축말기 크기의 유의한 증가가 관찰되었다(p<0.05) 반면 homonymous artery 결찰 직후에는 동맥압의 유의한 감소(p<0.05)가 diagonal branch의 추가 결찰 후에는 동맥압, 심박출량의 감소 및 폐동맥쐐기압의 유의한 증가가 관찰되었다(p<0.05). 좌심실 벽운동은 결찰 직후부터 다양한 정도의 anteroseptal akinesia또는 dyskinesia가 관찰되었다. 적출 심장의 병리 분석 결과 주위와 잘 구별되는 섬유화 경색 부위가 관찰되었다. 결론: 양에서 homonymous artery와 diagonal branch를 순차적으로 결찰하는 방법으로 신뢰성 있는 만성 심부전 모델을 확립할 수 있었다.