Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

En stor dyremodell for akutt nyreskade ved midlertidig bilateral nyrearterie okklusjon

Published: February 2, 2021 doi: 10.3791/62230

Summary

Denne studien presenterer en svært reproduserbar stor dyremodell av nyre iskemi-reperfusjonsskade i svin ved hjelp av midlertidig perkutan bilateral ballongkateter okklusjon av nyrearteriene i 60 min og reperfusjon i 24 timer.

Abstract

Akutt nyreskade (AKI) er forbundet med høyere risiko for sykelighet og dødelighet postoperativt. Iskemi-reperfusjonsskade (IRI) er den vanligste årsaken til AKI. For å etterligne dette kliniske scenariet presenterer denne studien en svært reproduserbar stor dyremodell av nyre-IRI i svin ved hjelp av midlertidig perkutan bilateral ballongkateter okklusjon av nyrearteriene. Nyrearteriene er okkludert i 60 minutter ved å introdusere ballongkateterene gjennom lår- og karotisarterien og føre dem inn i den proksimale delen av arteriene. Jodkontrast injiseres i aorta for å vurdere eventuell opacifisering av nyrekarene og bekrefte suksessen til arterie okklusjonen. Dette bekreftes videre ved sammenslåing av pulsbølgeformen på spissen av ballongkateteret. Ballongene deflateres og fjernes etter 60 min bilateral nyrearterie okklusjon, og dyrene får lov til å gjenopprette i 24 timer. På slutten av studien øker plasmakreatinin og blod urea nitrogen betydelig, mens eGFR og urinutgangen reduseres betydelig. Behovet for jodkontrast er minimalt og påvirker ikke nyrefunksjonen. Bilateral nyrearterie okklusjon etterligner bedre det kliniske scenariet for perioperativ nyrehyperfusjon, og den perkutane tilnærmingen minimerer virkningen av den inflammatoriske responsen og risikoen for infeksjon sett med en åpen tilnærming, for eksempel en laparotomi. Evnen til å skape og reprodusere denne klinisk relevante svinemodellen letter den kliniske oversettelsen til mennesker.

Introduction

Akutt nyreskade (AKI) er en vanlig diagnostisert tilstand blant kirurgiske pasienter forbundet med betydelig sykelighet ogdødelighet 1,2. Tilgjengelige data viser at AKI kan påvirke selv halvparten av alle innlagte pasienter over hele verden og fører til 50 % dødelighet hos pasienter påintensivavdelingen 1,3. Til tross for sin høye utbredelse forblir nåværende AKI-terapi begrenset til forebyggende strategier, for eksempel væskehåndtering og dialyse. Derfor er det en løpende interesse i å utforske alternative terapier for AKI4,5,6.

AKI er vanligvis klassifisert i pre-nyre, iboende og post-nyre basert på sin etiologi4,5,6. Flertallet av kirurgiske pasienter med AKI er forbundet med pre-nyre årsaker på grunn av hypovolemi, noe som resulterer i iskemi-reperfusjonsskade (IRI) av nyrene2. Klinisk sett reduseres urinproduksjonen, og kreatininnivået øker på grunn av nedsatt nyrefunksjon. Nyrene er et høyt metabolsk organ og utsatt for iskemi. En svært reproduserbar stor dyremodell av nyre-IRI er nødvendig for å få et bedre innblikk i AKI-patofysiologien og dens potensielle terapeutiske tilnærminger5.

For å etterligne det kliniske scenariet av nyrehyperfusjon peri-operativt, anses en modell av bilateral nyrearterie okklusjon egnet. Tidligere beskrevne modeller som innebærer ensidig nyrearterie okklusjon med eller uten reseksjon av den kontralaterale nyre gir ikke tilstrekkelig klinisk anvendbarhet7,8. Selv om disse modellene er tilstrekkelige for å forårsake AKI, ligner de ikke kliniske scenarier i det virkelige liv verken når det gjelder type eller varighet av skade.

Målet med dette papiret er å presentere en svinemodell av perkutan bilateral midlertidig okklusjon av nyrearteriene ved ballongkateter okklusjon under angiografi. Bilateral nyrearterie okklusjon etterligner det kliniske scenariet for nyrehyperfusjon, etterfulgt av etterfølgende fjerning av ballongen for reperfusjon9,10. De tekniske trinnene er beskrevet, inkludert kateterisering, kateterveiledning, angiografi og hemodynamisk overvåking. Denne metoden tillater ikke bare en svært kontrollert og replikerbar okklusjon av nyrearteriene, men den perkutane tilnærmingen minimerer virkningen av den inflammatoriske responsen ved å begrense mengden fornærmelse mot kroppen sammenlignet med en åpen tilnærming.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle in vivo-studier ble utført i samsvar med National Institutes of Healths retningslinjer for dyrepleie og bruk og ble godkjent av Boston Children's Hospital's Animal Care and Use Committee (Protocol 18-06-3715). Alle dyr fikk human omsorg i samsvar med guiden for pleie og bruk av forsøksdyr. Figur 1 viser tidslinjen, inkludert anestesi, kirurgisk forberedelse og tidspunkter for primære resultatmålinger av denne studien.

1. Induksjon, anestesi og intubasjon

  1. For å forhindre unødvendig stress og ubehag, sedate svin ved intramuskulær injeksjon av en blanding av tiletamin / zolazepam 4-6 mg / kg og xylazine 1,1-2,2 mg / kg samt isofluran 3% ved hjelp av en ansiktsmaske.
  2. Kanyler ørevenen for å få venøs tilgang med en 20 G IV kanyle etter desinfisering av området med 95% etanol. Start en vedlikeholdsinfusjon (0,9 % NaCl ved 5 ml/kg/t).
  3. Intuber grisen med et endotrakealrør (størrelse 7 for griser som veier 40-50 kg) når bedøvelse tilstrekkelig er bekreftet. Utfør ballongventilasjon med en frekvens på 12 pust/min og transporter grisen til operasjonssalen.
  4. Plasser dyret på operasjonsbordet i liggende stilling. Start umiddelbart mekanisk positiv trykkventilasjon med FiO2 0,50, 10 ml/kg tidevannsvolum og en frekvens på 12 pust/min under kontinuerlig capnografi.
  5. Plasser et pulsoksymeter på øret eller underleppen for kontinuerlig overvåking.
  6. Oppretthold normotermi (37 °C) ved hjelp av en luftoppvarmet pute.
  7. For å opprettholde generell anestesi, hold isofluran administrering på 0,5-4% gjennom endotrakealrøret. Gjennom hele prosedyren, kontinuerlig overvåke EKG, arterielt blodtrykk, temperatur og kapnografi for å måle dybden av anestesi.
  8. Sett inn et Foley-kateter for å sjekke dyrets væskestatus og overvåke urinutgangen ved å samle urin i en dreneringspose.
    MERK:Hunnsvin foretrekkes fremfor menn på grunn av de anatomiske egenskapene til urinrøret, noe som gjør det enklere kateterisering.

2. Kirurgisk tilberedning og vaskulær tilgang

  1. Draper dyret på en steril måte.
  2. Desinfiser høyre sideområde av nakken ved å bruke betadin og deretter 95% etanol i 3 ganger.
  3. Utfør en nedskjæring for kateterisering av høyre halspulsåre og høyre jugulær vene. Trekk tilbake sternocleidomastoid muskelen lateralt og disseker den ned til høyre halspulsåre og høyre jugular vene.
  4. Sett inn en 5F angiografihylse i både arterien og venen. Fest den med en silke 2-0 sutur.
  5. Sett inn en 5F angiografihylse ved hjelp av Seldinger-teknikken i venstre lårarterie.
    1. For å utføre Seldinger-teknikken punktere lårarterien ved hjelp av en hul nål. Sett inn en myk spiss ledetråd gjennom lumen og før den inn i lårbensarterien.
    2. Hold ledetråden godt fast med hånden mens du fjerner kanylen. Send angiografihylsen over ledetråden inn i lårarterien og trekk ledetråden tilbake. Bruk ultralydveiledning om nødvendig.

3. Induksjon av nyre iskemi-reperfusjon skade

  1. Administrer 200 IE/kg natrium heparin intravenøst for å oppnå systemisk antikoagulasjon (målaktivert koaguleringstid (ACT) > 300 s).
  2. Utfør en angiografi ved å injisere et jodet kontrastmiddel under fluoroskopi for å identifisere nyrearteriene.
    MERK:For å redusere risikoen for kontrastindusert nefrotoksisitet, fortynn det joderte kontrastmiddelet i en 1:1-løsning med normal saltvann. Tabulat doseringen for alle dyr for å sikre tilsvarende dosering.
  3. Identifiser nyrearteriene, før ledetråden manuelt frem i ledekateteret.
  4. Plasser 5F JL4-ledekateteret i venstre nyrearterie gjennom høyre halspulsåre (figur 1A).
  5. Plasser det andre 5F JL4-ledekateteret i høyre nyrearterie gjennom venstre lårarterie (figur 1A).
  6. Bruk ledetrådene til å styre et 5F perkutan transluminal angioplastikk (PTA) dilatasjonskateter i hver nyrearterie.
    MERK:Det er å foretrekke å plassere ballongen ved den proksimale nyrearterien slik at ingen grener eller sikkerheter i nyrearterien blir patentert etter ballonginflasjon.
  7. Plasser hvert ballongkateter på plass og koble en trykkledning til hvert kateter.
  8. Kontroller tilstedeværelsen av arterielle pulsbølgeformer i trykkmonitoren for å sikre riktig posisjonering av kateteret.
  9. Blås opp hver ballong og sikt på et trykk på ca. 2,5 atm inne i ballongen (Figur 1B).
  10. For å bekrefte opphør av blodstrømmen til nyrene observere sammenslåingen av pulsbølgeformen på spissen av ballongkateteret.
  11. Injiser jodkontrastmedium (1:1 fortynning) og kontroller om nyrekarene er opacification.
    MERK: Det er også mulig å fylle ballongen med et jodet kontrastmiddel for visualisering av den oppblåste ballongen. Denne metoden er imidlertid ikke så følsom som pulsbølgeform-sammenslåing for å bekrefte okklusjon av nyrearteriene.
  12. Etter 60 min okklusjon, tøm forsiktig og fjern ballongkateterene fra nyrearteriene.
  13. Utfør en angiografi (ved hjelp av 1:1 fortynnet kontrastmedium) for å bekrefte nyrearterie patency og etablering av nyrereperfusjon (Figur 1C).
  14. Fjern 5F-angiografihylsen fra venstre lårarterie.
  15. Påfør fast trykk på kateteriseringsstedet i 30 min.
  16. Snu effekten av heparin ved administrering av protamin (3 mg/kg) til ACT normaliseres.
  17. For å prøve urin i den postoperative perioden, fest et rør til Foley-kateteret med en silke 2-0 sutur ved hjelp av en avbrutt maske på huden.
  18. La angiografihylsene ligge i riktig halspulsåre og riktig jugulær vene på plass og fest dem med en silke 2-0 sutur ved hjelp av en avbrutt søm for å tillate blodprøvetaking gjennom hele studien.
  19. Lukk nakkesnittet med en silke 2-0 sutur ved hjelp av en kontinuerlig maske i 2 lag.
  20. Administrer bupivakain (3 mg/kg) på snittstedet for å minimere smerte.
  21. Fortsett å hydrere dyret med 0,9% NaCl ved 5 ml / kg / t i totalt 2 timer etter slutten av iskemi.
  22. Plasser en fentanylplaster (25-50 μg/t) på baksiden av dyret for å minimere postoperative smerter.
  23. Administrer en intramuskulær injeksjon av buprenorfin (0,005-0,1 mg/kg) for å minimere postoperative smerter.
  24. Overvåk dyret og vedlikehold det på mekanisk ventilasjon til awaking.

4. Dyr utvinning

  1. Etter awaking, imøtekomme dyret i et temperaturkontrollert rom.
  2. Fortsett å snu dyret fra den ene sidesiden til den andre til den gjenvinner full bevissthet og evne til å ambulate.
  3. Gi vann og mat ad libitum.

5. Funksjonell vurdering

  1. Samle blodet og urinprøvene i henhold til ønsket protokoll.
    MERK:I denne studien ble følgende tidspunkter angitt: baseline (1 t etter initiering av hydreringsprotokollen og før okklusjon av nyrearteriene), slutten av iskemi og reperfusjon (2 t, 6 t, 24 h).
  2. Samle arterielle og venøse blodprøver. Oppbevar dem i litium heparin eller EDTA-belagte vakutainere for etterfølgende analyse.
    MERK:Trekk blod direkte fra katetrene i halspulsåren og jugularvenen.
  3. Samle urinprøvene fra Foley-kateteret og oppbevar dem i 15 ml rør for analyse.
    MERK:Samle urinen fra dreneringsposen som er koblet til Foley-kateteret.
  4. For å bestemme urinutgangen, tøm dreneringsposen og samle urin i 1 time.
    MERK:For 6 h-tidspunktet der en dreneringspose ikke er koblet til Foley-kateteret, lukker du røret som er koblet til Foley-kateteret i 30 minutter, og deretter samler du urinen med en 60 ml sprøyte for å bestemme urinutgangen.

6. Eutanasi

  1. Etter slutten av reperfusjonsperioden, utfør anestesi og overvåk som beskrevet ovenfor.
  2. Fortsett hydrering med 0,9% NaCl ved 5 ml / kg / t.
  3. Bruk arterielle og venøse katetre for blodprøvetaking og Foley-kateteret for å bestemme urinutgangen. Samle de endelige blod- og urinprøvene og beregn urinutgangen.
  4. Utfør et 15 cm midtlinje laparotomi snitt ved hjelp av et størrelse 10 blad fra xiphoid ned til midtre bekken.
  5. Bruk en rett lateral retraktor for å trekke tilbake bukhuden.
  6. Disseker de laterale bukalfestene på bukveggen for å eksponere høyre og venstre retroperitoneum.
  7. Identifiser og disseker både nyrearterier og årer.
  8. Ligate både nyrearterier og årer med en 2-0 silke sutur og utføre bilaterale nephrectomies å samle hele vev prøver for histologisk og metabolsk analyse.
  9. Euthanize dyret med den foretrukne metoden for eutanasi (f.eks. ekssanguinasjon, pentobarbital)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Funksjonell analyse
De representative resultatene av denne studien oppstår fra 6 dyr, og dataene som vises er gjennomsnittlige ± standardfeil av gjennomsnittet. Nyrefunksjonen vurderes ved å bestemme urinutgangen, estimert glomerulær filtreringshastighet (eGFR), plasmakreatin og blodurea nitrogen (BUN). Biomarkørene for nyrefunksjon vurderes ved hjelp av en bærbar kjemianalysator. eGFR beregnes i henhold til følgende formel: eGFR =1,879 × BW1,092/PCr0,6 (BW: kroppsvekt i kg; PCr: plasmakreatinin i mg/dl)10,11.

Etter 60 min bilateral nyrearterie okklusjon ble urinproduksjonen betydelig redusert fra 3,6 ml/kg/t ± 0,5 ml/kg/t til 0,2 ml/kg/t ± 0,1 ml/kg/t (p < 0,01). Denne nedgangen forble signifikant ved 6 timer (1,2 ml/kg/t ± 0,1 ml/kg/t; p = 0,02 vs. baseline) og 24 t (1,3 ml/kg/t ± 0,4 ml/kg/t; p = 0,02 vs. baseline) etter reperfusjon. Tilsvarende ble det observert en signifikant reduksjon i eGFR, som falt fra 2,5 ml/kg/t ± 0,1 ml/kg/t ved baseline til 1,7 ml/kg/t ± 0,1 ml/kg/t (p < 0,001) ved slutten av iskemi og til 1,5 ml/kg/t ± 0,1 ml/t kg/t (p < 0,001), 1,2 ml/kg/t ± 0,1 ml/kg/t (p < 0,001) og 0,9 ml/kg/t ± 0,1 ml/kg/t (p < 0,001) ved 2 t, henholdsvis 6 t og 24 t reperfusjon (Figur 2A-B).

Plasmakreatinin ble signifikant økt ved 2 t (2,7 mg/dl ± 0,2 mg/dl; p < 0,01), 6 h (3,7 mg/dl ± 0,3 mg/dl; p < 0,001) og 24 timer (5,6 mg/dl ± 0,7 mg/dl, p < 0,001) reperfusjon sammenlignet med baseline (1,1 mg/dl ± 0,1 mg/dl). BUN var 6,5 mg/dl ± 0,8 mg/dl ved baseline og økte til 17,8 mg/dl ± 3,3 mg/dl (p < 0,8 mg/dl 001) og 36,2 mg/dl ± 2,9 mg/dl (p < 0,001) ved 6 t og 24 timer reperfusjon,(figur 2C-D).

Grov anatomi og histologi
Det var tydelige nekrotiske og hemorragiske områder som var ujevnt fordelt i begge nyrene på slutten av 60 min bilateral nyre iskemi og 24 h reperfusjon (Figur 3A). Massons Trichrome farging avslørte konfluent coagulativ nekrose som lå ved proksimale tubuli av nyrebarken. (Figur 3B). Plast innebygde seksjoner (1 μm) ble også vurdert siden de gir betydelige detaljer om histologien (Figur 3C). Alle Massons Trichrome lysbilder ble evaluert for cellenekrose, tap av børstekant, støpt formasjon og tubule dilatasjon. Deretter ble et semi-kvantitativt skåringssystem for akutt rørformet nekrose (ATN) implementert som følger: 0 hvis ingen; 1 hvis mindre enn 10%; 2 hvis mellom 11%-25%; 3 hvis mellom 26%- 45%; 4 hvis mellom 46%-75%; og 5 hvis større enn 76 %. ATN-scoring viste betydelig skade i nyrebarken (4,5 ± 0,3) og betydelig skade i medulla (score på 2,7 ± 0,4).

Figure 1
Figur 1. Beskrivelse av den eksperimentelle modellen. (A) Kvinnelige Yorkshire griser (40-60 kg) ble bedøvet og intubert. Venstre lårarterie og høyre halspulsåre ble kateterisert med en 5F angiografihylse. Høyre jugulære venøse linjer og et Foley urinkateter ble også plassert. Selektiv kateterisering av nyrearteriene ble utført ved hjelp av et 5F flerbruks føringskateter. (B) Okklusjon av nyrearteriene ble utført ved hjelp av en 5F perkutan transluminal angioplastikk (PTA) dilatasjonskateter oppblåst i den proksimale delen av nyrearterien, helt okkludert blodstrømmen til nyrene i 60 min. Bekreftelse av okklusjonen ble anskaffet ved injeksjon av jodet kontrastmedium i aorta og ved å sjekke for eventuell opacifisering av nyrenes kar. (C) Etter 60 min okklusjon ble ballongene deflatert og forsiktig fjernet. Angiografi ble utført for å bekrefte nyrearterie patency og etablering av nyrereperfusjon. Dyrene fikk da lov til å reperfusere nyrene under fysiologiske forhold i de neste 24 timer og ble deretter euthanized. Blod- og urinprøver ble samlet inn rett før og etter bilateral nyre iskemi, ved 2, 6 og 24 timer etter okklusjon (tidspunkter indikert med trekanter). Denne figuren er endret fra Doulamis et al11. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2. Nyrefunksjon før og etter nyre iskemi-reperfusjonsskade. (A) Urin utgang; (B) Estimert glomerulær filtreringshastighet (eGFR); (C) Plasmakreatinin og (D) Blod urea nitrogen (BUN). Alle resultatene vises som gjennomsnitts- og standardavvik for hvert tidspunkt. En betydelig reduksjon kan ses i urinutgangen og eGFR etter iskemi-reperfusjonsskade. Følgelig er en betydelig økning notert i plasmakreatinin og BUN. Data ble analysert av toveis gjentatte tiltak ANOVA med Benjamini og Hochbergs falske funnrate (n=6). *p < 0,05 vs. Opprinnelig plan; **p < 0,01 vs Opprinnelig plan; p < 0,001 vs. Opprinnelig plan. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3. Grov nyreanatomi og nyrevevsskade ved 24 timers reperfusjon etter nyre iskemi-reperfusjonsskade. (A) Grov anatomi av venstre nyre som viser bleke områder som indikerer infarkt og røde hemorragiske områder etter 60 min bilateral nyrearterie okklusjon og 24 h reperfusjon. (B) Renal Cortex av kjøretøy viser omfattende koagulativ nekrose av primært proksimale tubuli, etter 60 min iskemi og 24 h reperfusjon (Massons Trichrome, original forstørrelse 20x). (C) Disse 1 μm plast (araldite-epon) innebygde seksjonene demonstrerer mer detaljert den konfluente rørformede nekrose som hovedsakelig består av matrise med hevelse og degenerative endringer av organeller (Toluidinblå, original forstørrelse 40x). Skalastang = 200 μm. Denne figuren er endret fra Doulamis et al11. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

AKI er en vanlig klinisk lidelse som påvirker opptil 50% av innlagte voksne pasienter over hele verden6,12. En klinisk relevant dyremodell er nødvendig for å undersøke sykdommens patofysiologi og potensielle terapeutiske mål ytterligere. Selv om det er flere murine modeller som replikerer AKI, etterligner disse ikke helt sine respektive kliniske scenarier og anatomien til den menneskelige nyre. Denne studien foreslår en klinisk relevant svinemodell for å tillate oversettelse til mennesker13.

Her beskriver protokollen en perkutan tilnærming som ikke bare er klinisk relevant, men minimerer også den inflammatoriske responsen og risikoen for infeksjon som følger med en åpen tilnærming. Det bør også fremheves at en konsekvent hydreringsprotokoll skal brukes til alle dyr for å oppnå optimal hemodynamisk kontroll og unngå nyrehyperfusjon11. Dette kan enkelt gjøres når dyret er bedøvet, men kan ikke alltid utføres nøyaktig i gjenopprettingsperioden når vann leveres ad libitum.

Jodet kontrastmedium bør brukes forsiktig for å unngå kontrastindusert nefrotoksisitet. Dette kan oppnås ved 1:1 eller 1:2 fortynning med normal saltvann. I denne studien brukte vi en dose som er 10 ganger lavere enn den estimerte sikkerhetsterskelen for mennesker (3,33 ml/kg)9,14.

Studien bruker blant annet eGFR til vurdering av nyrefunksjon basert på en formel som tar hensyn til kroppsvekten og plasmakreatininnivåene10,11. Det skal bemerkes at selv om bruken av inulin for bestemmelse av GFR tidligere er dokumentert, ble bruken utsatt i den nåværende protokollen på grunn av alvorlig hypotensiv vasospastisk reaksjon etter inulininfusjon. Dette kan unngås ved å bruke steroider eller epinefrin før inulin administrering. Bruken av disse legemidlene kan imidlertid ikke være hensiktsmessig i henhold til hver studiedesign. Av denne grunn ble en validert formel for å estimere eGFR basert på plasmakreatinin og kroppsvekt brukt11. En alternativ måte å bestemme GFR på ville være å bruke formelen: (urinkreatinin x urinstrømningshastighet) / (plasmakreatinin x nyrevekt).

For vurdering av ATN-poengsummen er bruken av Massons Trichrome-farging å foretrekke fremfor konvensjonell hematoksylin og eosinfarging, da det bedre kan spore vevsskade. Et annet alternativ kan være bruk av plast innebygde seksjoner, som gir større detaljer som de tillater tynnere kutting avprøven 11. Denne prekliniske modellen av AKI kan brukes til å etterligne flere kliniske scenarier som nyretransplantasjon, nyrehyperfusjon etter kardiogent sjokk (f.eks. hjerteinfarkt, aneurismebrudd, aorta disseksjon), transkateterprosedyrer med høy risiko for nyre iskemi og kardiovaskulære prosedyrer med langvarige kardiocirkulatoriske arrestasjonstider.

Denne studien har noen begrensninger. Studien brukte bare kvinnelige dyr. Dette ble gjort for å redusere eventuelle effekter relatert til urinkateterisering, noe som er mindre traumatisk hos kvinner enn menn. I tillegg til denne begrensningen brukte studien unge, ellers friske dyr, og eliminerte dermed forvirrende variabler som kan være relatert til sameksistenssykdommer. Til slutt beskriver den nåværende studien en svært reproduserbar stor dyremodell av nyre-IRI, som kan brukes til å redusere byrden av AKI.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer ingen konkurrerende økonomiske interesser.

Acknowledgments

Vi vil takke Dr. Arthur Nedder for hans hjelp og veiledning. Dette arbeidet ble støttet av Richard A. og Susan F. Smith President's Innovation Award, Michael B. Klein and Family, The Sidman Family Foundation, Michael B. Rukin Charitable Foundation, Kenneth C. Griffin Charitable Research Fund og The Boston Investment Council.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.9% sodium chloride injection, usp, 100 ml viaflex plastic container Baxter 2B1302 For animal hydration
Agent contrast 100.0ml injection media btl ioversal 74% CARDINAL HEALTH 133311 For visualizing the vasculature
Bard Bardia Closed System Urinary Drainage Bag BARD Inc 802001 For urine collection
BD Vacutainer K2 EDTA BD 367841 For blood sample storage
BD Vacutainer Lithium Heparin BD 366667 For blood sample storage
Betadine Henry Schein 6906950 For skin disinfection
Bookwalker retractor Codman For skin retraction
Bupivacaine 0.25% Hospira Administer at incision site for analgesia
Buprenorphine SR Zoo Pharm 10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC
Cath angio 5.0 Fr x100.0 cm 0.038 in JR4 MERIT MEDICAL SYSTEM INC 7523-21 For identification of the renal arteries
Cuffed endotracheal tube Emdamed To establish a secure airway for the duration of the operation
EKG Medtronics- Physiocontrol LifePak 20 Oxygen saturation monitor GE Healthcare Madison WI For oxygen saturation monitoring
Encore 26 inflator BOSTON SCIENTIFIC 710113 For inflating the balloon catheters
Ethanol 95% (Ethyl alcohol) Henry Schein For skin disinfection
Fentanyl patch Mylan Dose: 25-50mcg/hr, TD
Gold silicone coated Foley TELEFLEX MEDICAL INC 180730160 For urine collection
Heparin sodium LEO Pharma A/S Dose: 200 IU/kg IV
i33 ultrasound machine Phillips Use ultrasonographic guidance for femoral catherization if necessary
Inqwire diagnostic guide wire - 0.035" (0.89 mm) - 260 cm (102") - 1.5 mm j-tip MERIT MEDICAL SYSTEM INC 6609-33 For guiding the balloon catheters to the renal arteries
Intravenous catheter, size 20 gauge Santa Cruz Biotechnology Inc SC-360097 For fluid administration
Isoflurane Patterson Veterinary Supply, Inc. 21283620 Dose: 3%, INH
Metzenbaum blunt curved 14.5 cm - 5(3/4)" Rudolf Medical RU-1311-14M For tissue dissection and cutting
Neonatal disposable transducer kit with 30ml/hr flush device and double 4-way stopcocks for continuous monitoring Argon Medical 041588505A For pressure measurement
Powerflex pro PTA dilatation catheter 6 x 20 mm - shaft length (135cm) CARDINAL HEALTH 4400602X For occlusion of the renal arteries
Pressure monitoring lines mll/mll - 12" clear, mll/mll Smiths Medical B1571/MX571 For pressure measurement
Procedure pack Molnlycke Health Care 97027809 Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc
Protamine Henry Schein 1044148 For heparin reversal
Scalpel blade - size #10 Cardinal Health (Allegiance) 32295-010 For the skin incisions
Stopcock iv 4 way lrg bore rotg male ll adptr strl Peoplesoft 1550 For connecting tubings
Straight lateral retractor Codman For skin retraction
Suture perma hnd 18in 2-0 braid silk blk CARDINAL HEALTH 1 A185H For suturing incision site and securing catheters
Syringe contrast injection 10ml fixed male luer red MERIT MEDICAL SYSTEM INC MSS111-R To administer the contrast agent
Syringe medical 60ml ll plst strl ltx free disp CARDINAL HEALTH 1 BF309653 For urine collection and flushing of the angiocath
Tilzolan (tiletamine/zolazepam) Patterson Veterinary Supply, Inc. 07-893-1467 Dose: 4-6 mg/kg, IM
Xylazine Putney, INC Dose: 1.1-2.2 mg/kg, IM

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ali Pour, P., Kenney, M. C., Kheradvar, A. Bioenergetics consequences of mitochondrial transplantation in cardiomyocytes. Journal of the American Heart Association. 9 (7), 014501 (2020).
  2. Giraud, S., Favreau, F., Chatauret, N., Thuillier, R., Maiga, S., Hauet, T. Contribution of large pig for renal ischemia-reperfusion and transplantation studies: The Preclinical Model. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 14 (2011).
  3. Amdisen, C., et al. Testing Danegaptide effects on kidney function after ischemia/reperfusion injury in a new porcine two week model. PLoS ONE. 11 (10), 1-13 (2016).
  4. Bhargava, P., Schnellmann, R. G. Mitochondrial energetics in the kidney. Nature Reviews Nephrology. 13 (10), 629-646 (2017).
  5. Bonventre, J. V., Weinberg, J. M. Recent advances in the pathophysiology of ischemic acute renal failure. Journal of the American Society of Nephrology. 14 (8), 2199-2210 (2003).
  6. Case, J., Khan, S., Khalid, R., Khan, A. Epidemiology of Acute Kidney Injury in the Intensive Care Unit. Critical Care Research and Practice. 2013, 9 (2013).
  7. Jabbari, H., et al. Mitochondrial transplantation ameliorates ischemia/reperfusion-induced kidney injury in rat. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 1866 (8), 165809 (2020).
  8. Malagrino, P. A., et al. Catheter-based induction of renal ischemia/reperfusion in swine: Description of an experimental model. Physiological Reports. 2 (9), 1-13 (2014).
  9. Freeman, R. V., et al. Nephropathy requiring dialysis after percutaneous coronary intervention and the critical role of an adjusted contrast dose. American Journal of Cardiology. 90 (10), 1068-1073 (2002).
  10. Gasthuys, E., et al. Postnatal maturation of the glomerular filtration rate in conventional growing piglets as potential juvenile animal model for preclinical pharmaceutical research. Frontiers in Pharmacology. 8 (431), 1-7 (2017).
  11. Doulamis, I. P., et al. Mitochondrial transplantation by intra-arterial injection for acute kidney injury. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 319 (3), 403-413 (2020).
  12. Rewa, O., Bagshaw, S. M. Acute kidney injury-epidemiology, outcomes and economics. Nature Reviews Nephrology. 10 (4), 193-207 (2014).
  13. Grossini, E., et al. Levosimendan Protection against Kidney Ischemia/Reperfusion Injuries in Anesthetized Pigs. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 342 (2), 376-388 (2012).
  14. Laskey, W. K., et al. Volume-to-creatinine clearance ratio. A pharmacokinetically based risk factor for prediction of early creatinine increase after percutaneous coronary intervention. Journal of the American College of Cardiology. 50 (7), 584-590 (2007).

Tags

Medisin Utgave 168 akutt nyreskade iskemirefusjonsskade perkutan bilateral nyrearterie okklusjon
En stor dyremodell for akutt nyreskade ved midlertidig bilateral nyrearterie okklusjon
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Doulamis, I. P., Guariento, A.,More

Doulamis, I. P., Guariento, A., Saeed, M. Y., Nomoto, R. S., Duignan, T., del Nido, P. J., McCully, J. D. A Large Animal Model for Acute Kidney Injury by Temporary Bilateral Renal Artery Occlusion. J. Vis. Exp. (168), e62230, doi:10.3791/62230 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter