First-line therapy with latanoprost 0.005% results in improved ocular circulation in newly diagnosed primary open-angle glaucoma patients: a prospective, 6-month, open-label study

Purpose To evaluate the effect of latanoprost 0.005% on the optic nerve head (ONH) and retinal circulation of newly diagnosed and previously untreated primary open-angle glaucoma (POAG) patients. Methods Twenty-two newly diagnosed and previously untreated POAG patients (mean age±SD: 68.38±11.92 years) were included in this longitudinal open-label study. Patients were treated with latanoprost 0.005% once a day. Intraocular pressure (IOP), systemic blood pressure (BP), mean ocular perfusion pressure (MOPP), and ocular perfusion parameters ‘volume’, ‘velocity’, and ‘flow’ measured at the optic nerve head (ONH) and retina by means of Heidelberg Retina Flowmeter system were evaluated during a 6-month follow-up period. Results Treatment with latanoprost 0.005% resulted in a significant decrease in IOP (P<0.0001) and increase in MOPP (P<0.0001). After correcting for changes in MOPP, the blood velocity measured at the ONH level was significantly higher after 6 months of treatment than at baseline (P=0.0310). In addition, blood volume and flow measured at the peripapillary retina level improved after 3 and 6 months of treatment (P=0.0170; P=0.0260, and P=0.0170; P=0.0240 respectively). Conclusion Previously untreated POAG patients exhibit reduced IOP, increased MOPP and improved ocular perfusion at the ONH and retina levels when treated with Latanoprost 0.005%. These effects could be beneficial for glaucoma patients suffering from ocular vascular dysregulation.

Hypercholesterolaemia-induced oxidative stress at the blood-brain barrier

Blood cholesterol levels are not consistently elevated in subjectswith age-related cognitive decline, although epidemiological studies suggest that Alzheimer's disease and cardiovascular diseases share common risk factors. These include the presence of an unusual genetic variant, the APOE4 (apolipoprotein E4) allele, which modulates LDL (low-density lipoproteins) metabolism, increases free radical formation and reduces plasma antioxidant concentrations. Together, these risk factors support a mechanism for increased LDL circulation time and free radical modification of LDL. Plasma oxycholesterols, hydroxylated metabolites of cholesterol, are carried by oxidized LDL, and elevated lipids in mid-life are associated with increased longterm risk of dementia. Although brain cholesterol metabolism is segregated from the systemic circulation, during oxidative stress, plasma oxycholesterols could have damaging effects on BBB (blood-brain barrier) function and consequently on neuronal cells. Cholesterol-lowering drugs such as statins may prevent the modifications to LDL in mid-life and might show beneficial effects in later life. © The Authors Journal compilation © 2014 Biochemical Society.

Modified lipids from LDL in the blood during mid-life increase blood brain barrier permeability

Low density lipoprotein levels (LDL) are consistently elevated in cardiovascular disease. It has been suggested that those with high circulating LDL levels in mid-life may be susceptible to develop neurodegenerative diseases in later life. In the circulation, high levels of LDL are associated with increased oxidative modification (oxLDL) and nitration. We have investigated the hypothesis that disruption of blood brain barrier function by oxLDL and their lipids may increase risk of neurodegeneration in later life and that statin intervention in mid-life can mitigate the neurodegenerative effects of hyperlipidaemia. Blood from statin-naïve, normo- and hyperlipidaemic subjects (n=10/group) was collected at baseline. Hyperlipidaemic subjects received statin-intervention whereas normolipidaemic subjects did not prior to a second blood sampling, taken after 3 months. The intervention will be completed in June 2013. Plasma was separated by centrifugation (200g, 30min) and LDL was isolated by potassium bromide density gradient ultracentrifugation. Total homocysteine, LDL cholesterol, 8-isoprostane F2α levels were measured in plasma using commercial kits. LDL were analysed by agarose gel electrophoresis. LDL-lipids were extracted by partitioning in 1:1 chloroform:methanol (v/v) and conjugated to fatty acid free-BSA in serum-free EGM-2 medium (4hrs, 370C) for co-culture with human microvascular endothelial cells (HMVEC). HMVEC were maintained on polycarbonate inserts for two weeks to create a microvascular barrier. Change in barrier permeability was measured by trans-endothelial electrical resistance (TER), FITC-dextran permeability and immunohistochemistry. HMVEC glutathione (GSH) levels were measured after 2 hours by GSH-glo assay. LDL isolated from statin-naïve hyperlipidaemic subjects had higher mobility by agarose gel electrophoresis (Rf;0.53±0.06) and plasma 8-isoprostane F2α (43.5±8.42 pg/ml) compared to control subjects (0.46±0.05 and 24.2±5.37 pg/ml; p<0.05). Compared to HMVEC treatment with the LDL-lipids (5μM) from normolipidaemic subjects, LDL-lipids from hyperlipidaemic subjects increased barrier permeability (103.4±12.5 Ωcm2 v 66.7±7.3 Ωcm2,P<0.01) and decreased GSH (18.5 nmol/mg v 12.3 nmol/mg; untreated cells 26.2±3.6 nmol/mg).

Effet préventif de la milrinone inhalée chez les patients avec hypertension pulmonaire subissant une chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle : une approche pharmacométrique

La circulation extracorporelle (CEC) est une technique utilisée en chirurgie cardiaque effectuée des milliers de fois chaque jour à travers le monde. L’instabilité hémodynamique associée au sevrage de la CEC difficile constitue la principale cause de mortalité en chirurgie cardiaque et l’hypertension pulmonaire (HP) a été identifiée comme un des facteurs de risque les plus importants. Récemment, une hypothèse a été émise suggérant que l'administration prophylactique (avant la CEC) de la milrinone par inhalation puisse avoir un effet préventif et faciliter le sevrage de la CEC chez les patients atteints d’HP. Toutefois, cette indication et voie d'administration pour la milrinone n'ont pas encore été approuvées par les organismes réglementaires. Jusqu'à présent, la recherche clinique sur la milrinone inhalée s’est principalement concentrée sur l’efficacité hémodynamique et l'innocuité chez les patients cardiaques, bien qu’aucun biomarqueur n’ait encore été établi. La dose la plus appropriée pour l’administration par nébulisation n'a pas été déterminée, de même que la caractérisation des profils pharmacocinétiques (PK) et pharmacodynamiques (PD) suite à l'inhalation. L'objectif de notre recherche consistait à caractériser la relation exposition-réponse de la milrinone inhalée administrée chez les patients subissant une chirurgie cardiaque sous CEC. Une méthode analytique par chromatographie liquide à haute performance couplée à un détecteur ultraviolet (HPLC-UV) a été optimisée et validée pour le dosage de la milrinone plasmatique suite à l’inhalation et s’est avérée sensible et précise. La limite de quantification (LLOQ) était de 1.25 ng/ml avec des valeurs de précision intra- et inter-dosage moyennes (CV%) <8%. Des patients souffrant d’HP pour lesquels une chirurgie cardiaque sous CEC était prévue ont d’abord été recrutés pour une étude pilote (n=12) et, par la suite, pour une étude à plus grande échelle (n=28) où la milrinone (5 mg) était administrée par inhalation pré-CEC. Dans l'étude pilote, nous avons comparé l'exposition systémique de la milrinone peu après son administration avec un nébuliseur pneumatique ou un nébuliseur à tamis vibrant. L’efficacité des nébuliseurs en termes de dose émise et dose inhalée a également été déterminée in vitro. Dans l'étude à plus grande échelle conduite en utilisant exclusivement le nébuliseur à tamis vibrant, la dose inhalée in vivo a été estimée et le profil pharmacocinétique de la milrinone inhalée a été pleinement caractérisé aux niveaux plasmatique et urinaire. Le ratio de la pression artérielle moyenne sur la pression artérielle pulmonaire moyenne (PAm/PAPm) a été choisi comme biomarqueur PD. La relation exposition-réponse de la milrinone a été caractérisée pendant la période d'inhalation en étudiant la relation entre l'aire sous la courbe de l’effet (ASCE) et l’aire sous la courbe des concentrations plasmatiques (ASC) de chacun des patients. Enfin, le ratio PAm/PAPm a été exploré comme un prédicteur potentiel de sortie de CEC difficile dans un modèle de régression logistique. Les expériences in vitro ont démontré que les doses émises étaient similaires pour les nébuliseurs pneumatique (64%) et à tamis vibrant (68%). Cependant, la dose inhalée était 2-3 fois supérieure (46% vs 17%) avec le nébuliseur à tamis vibrant, et ce, en accord avec les concentrations plasmatiques. Chez les patients, en raison des variations au niveau des facteurs liés au circuit et au ventilateur causant une plus grande dose expirée, la dose inhalée a été estimée inférieure (30%) et cela a été confirmé après récupération de la dose de milrinone dans l'urine 24 h (26%). Les concentrations plasmatiques maximales (Cmax: 41-189 ng/ml) et l'ampleur de la réponse maximale ΔRmax-R0 (0-65%) ont été observées à la fin de l'inhalation (10-30 min). Les données obtenues suite aux analyses PK sont en accord avec les données publiées pour la milrinone intraveineuse. Après la période d'inhalation, les ASCE individuelles étaient directement reliées aux ASC (P=0.045). Enfin, notre biomarqueur PD ainsi que la durée de CEC ont été identifiés comme des prédicteurs significatifs de la sortie de CEC difficile. La comparaison des ASC et ASCE correspondantes a fourni des données préliminaires supportant une preuve de concept pour l'utilisation du ratio PAm/PAPm comme biomarqueur PD prometteur et justifie de futures études PK/PD. Nous avons pu démontrer que la variation du ratio PAm/PAPm en réponse à la milrinone inhalée contribue à la prévention de la sortie de CEC difficile.

Effet préventif de la milrinone inhalée chez les patients avec hypertension pulmonaire subissant une chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle : une approche pharmacométrique

La circulation extracorporelle (CEC) est une technique utilisée en chirurgie cardiaque effectuée des milliers de fois chaque jour à travers le monde. L’instabilité hémodynamique associée au sevrage de la CEC difficile constitue la principale cause de mortalité en chirurgie cardiaque et l’hypertension pulmonaire (HP) a été identifiée comme un des facteurs de risque les plus importants. Récemment, une hypothèse a été émise suggérant que l'administration prophylactique (avant la CEC) de la milrinone par inhalation puisse avoir un effet préventif et faciliter le sevrage de la CEC chez les patients atteints d’HP. Toutefois, cette indication et voie d'administration pour la milrinone n'ont pas encore été approuvées par les organismes réglementaires. Jusqu'à présent, la recherche clinique sur la milrinone inhalée s’est principalement concentrée sur l’efficacité hémodynamique et l'innocuité chez les patients cardiaques, bien qu’aucun biomarqueur n’ait encore été établi. La dose la plus appropriée pour l’administration par nébulisation n'a pas été déterminée, de même que la caractérisation des profils pharmacocinétiques (PK) et pharmacodynamiques (PD) suite à l'inhalation. L'objectif de notre recherche consistait à caractériser la relation exposition-réponse de la milrinone inhalée administrée chez les patients subissant une chirurgie cardiaque sous CEC. Une méthode analytique par chromatographie liquide à haute performance couplée à un détecteur ultraviolet (HPLC-UV) a été optimisée et validée pour le dosage de la milrinone plasmatique suite à l’inhalation et s’est avérée sensible et précise. La limite de quantification (LLOQ) était de 1.25 ng/ml avec des valeurs de précision intra- et inter-dosage moyennes (CV%) <8%. Des patients souffrant d’HP pour lesquels une chirurgie cardiaque sous CEC était prévue ont d’abord été recrutés pour une étude pilote (n=12) et, par la suite, pour une étude à plus grande échelle (n=28) où la milrinone (5 mg) était administrée par inhalation pré-CEC. Dans l'étude pilote, nous avons comparé l'exposition systémique de la milrinone peu après son administration avec un nébuliseur pneumatique ou un nébuliseur à tamis vibrant. L’efficacité des nébuliseurs en termes de dose émise et dose inhalée a également été déterminée in vitro. Dans l'étude à plus grande échelle conduite en utilisant exclusivement le nébuliseur à tamis vibrant, la dose inhalée in vivo a été estimée et le profil pharmacocinétique de la milrinone inhalée a été pleinement caractérisé aux niveaux plasmatique et urinaire. Le ratio de la pression artérielle moyenne sur la pression artérielle pulmonaire moyenne (PAm/PAPm) a été choisi comme biomarqueur PD. La relation exposition-réponse de la milrinone a été caractérisée pendant la période d'inhalation en étudiant la relation entre l'aire sous la courbe de l’effet (ASCE) et l’aire sous la courbe des concentrations plasmatiques (ASC) de chacun des patients. Enfin, le ratio PAm/PAPm a été exploré comme un prédicteur potentiel de sortie de CEC difficile dans un modèle de régression logistique. Les expériences in vitro ont démontré que les doses émises étaient similaires pour les nébuliseurs pneumatique (64%) et à tamis vibrant (68%). Cependant, la dose inhalée était 2-3 fois supérieure (46% vs 17%) avec le nébuliseur à tamis vibrant, et ce, en accord avec les concentrations plasmatiques. Chez les patients, en raison des variations au niveau des facteurs liés au circuit et au ventilateur causant une plus grande dose expirée, la dose inhalée a été estimée inférieure (30%) et cela a été confirmé après récupération de la dose de milrinone dans l'urine 24 h (26%). Les concentrations plasmatiques maximales (Cmax: 41-189 ng/ml) et l'ampleur de la réponse maximale ΔRmax-R0 (0-65%) ont été observées à la fin de l'inhalation (10-30 min). Les données obtenues suite aux analyses PK sont en accord avec les données publiées pour la milrinone intraveineuse. Après la période d'inhalation, les ASCE individuelles étaient directement reliées aux ASC (P=0.045). Enfin, notre biomarqueur PD ainsi que la durée de CEC ont été identifiés comme des prédicteurs significatifs de la sortie de CEC difficile. La comparaison des ASC et ASCE correspondantes a fourni des données préliminaires supportant une preuve de concept pour l'utilisation du ratio PAm/PAPm comme biomarqueur PD prometteur et justifie de futures études PK/PD. Nous avons pu démontrer que la variation du ratio PAm/PAPm en réponse à la milrinone inhalée contribue à la prévention de la sortie de CEC difficile.

Washout hole for bi-ventricular assist device (BVAD) centrifugal blood pump

The shortage of donor hearts for patients with end stage heart failure has accelerated the development of ventricular assist devices (VAD) that act as a replacement heart. Mechanical devices involving pulsatile, axial and centrifugal devices have been proposed. Recent clinical developments indicate that centrifugal devices are not only beneficial for bridge to transplantation applications, but may also aid myocardial recovery. The results of a recent study have shown that patients who received a VAD have extended lives and improved quality of life compared to recipients of drug therapy. Unfortunately 25% of these patients develop right heart failure syndrome, sepsis and multi-organ failure. It was reported that 17% of patients initially receiving an LVAD later required a right ventricular assist device (RVAD). Hence, current research focus is in the development of a bi-ventricular assist device (BVAD). Current BVAD technology is either too bulky or necessitates having to implant two pumps working independently. The latter requires two different controllers for each pump leading to the potential complication of uneven flow dynamics and the requirements for a large amount of body space. This paper illustrates the combination of the LVAD and RVAD as one complete device to augment the function of both the left and right cardiac chambers with double impellers. The proposed device has two impellers rotating in counter directions, hence eliminating the necessity of the body muscles and tubing/heart connection to restrain the pump. The device will also have two separate chambers with independent rotating impeller for the left and right chambers. A problem with centrifugal impellers is the fluid stagnation underneath the impeller. This leads to thrombosis and blood clots.This paper presents the design, construction and location of washout hole to prevent thrombus for a Bi-VAD centrifugal pump. Results using CFD will be used to illustrate the superiority of our design concept in terms of preventing thrombus formation and hemolysis.

The S.T.A.B. Trial - Standardised Testing of Artificial Blood. A comparative study of various products that may be used as artificial blood for high fidelity simulation training in the critical care setting

Aim: In the current climate of medical education, there is an ever-increasing demand for and emphasis on simulation as both a teaching and training tool. The objective of our study was to compare the realism and practicality of a number of artificial blood products that could be used for high-fidelity simulation. Method: A literature and internet search was performed and 15 artificial blood products were identified from a variety of sources. One product was excluded due to its potential toxicity risks. Five observers, blinded to the products, performed two assessments on each product using an evaluation tool with 14 predefined criteria including color, consistency, clotting, and staining potential to manikin skin and clothing. Each criterion was rated using a five-point Likert scale. The products were left for 24 hours, both refrigerated and at room temperature, and then reassessed. Statistical analysis was performed to identify the most suitable products, and both inter- and intra-rater variability were examined. Results: Three products scored consistently well with all five assessors, with one product in particular scoring well in almost every criterion. This highest-rated product had a mean rating of 3.6 of 5.0 (95% posterior Interval 3.4-3.7). Inter-rater variability was minor with average ratings varying from 3.0 to 3.4 between the highest and lowest scorer. Intrarater variability was negligible with good agreement between first and second rating as per weighted kappa scores (K = 0.67). Conclusion: The most realistic and practical form of artificial blood identified was a commercial product called KD151 Flowing Blood Syrup. It was found to be not only realistic in appearance but practical in terms of storage and stain removal.