Waiting
Login processing...

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

Immunology and Infection

Etablering av djup hypotermisk cirkulationsarrest hos råttor

Published: December 16, 2022 doi: 10.3791/63571

Summary

Detta protokoll presenterar upprättandet av djup hypotermisk cirkulationsstopp hos råttor, som kan tillämpas för att undersöka systemiskt inflammatoriskt responssyndrom, ischemi / reperfusionsskada, oxidativ stress, neuroinflammation etc.

Abstract

Djup hypotermisk cirkulationsstopp (DHCA) appliceras rutinmässigt under operationer för komplex medfödd hjärtsjukdom och aortabågsjukdom. Denna studie syftar till att tillhandahålla en metod för att etablera DHCA hos råttor. För att utvärdera effekten av DHCA-processen på vitala tecken användes en normal temperatur kardiopulmonell bypass (CPB) råttmodell utan cirkulationsstopp som en kontroll. Som förväntat ledde DHCA till en signifikant minskning av kroppstemperaturen och det genomsnittliga arteriella blodtrycket. Blodgasanalysen indikerade att DHCA ökade mjölksyranivåerna men inte påverkade blodets pH och koncentrationerna av hemoglobin, hematokrit, Na+, Cl, K+ och glukos. Dessutom, jämfört med CPB-råttor med normal temperatur, visade resultaten av transmissionselektronmikroskopin en mild ökning av hippocampus autofagosomer hos DHCA-råttorna.

Introduction

Djup hypotermisk cirkulationsstillestånd (DHCA) har använts vid hjärtkirurgi sedan 19531. DHCA innebär att patientens kärntemperatur sänks till djupt hypotermiska nivåer (15-22 °C) innan blodflödet till kroppen avbryts globalt2. Cirkulationsstoppet kan ge ett relativt oblodigt operationsfält. Djup hypotermi minskar ämnesomsättningen, särskilt i hjärnan och myokardiet, vilket är en effektiv metod för skydd mot ischemi3. DHCA används vanligtvis under operationer för komplex medfödd hjärtsjukdom, aortabågssjukdom och till och med njur- eller binjuretumörer med en vena cava trombus 4,5. Därför ger upprättandet av DHCA-djurmodeller en viktig referens för förfining av proceduren och förebyggande av komplikationer i kliniska miljöer.

Även om modeller kan etableras med hundar6, kaniner7 och andra djur, är det att föredra att använda råttor på grund av deras användbarhet och låga kostnader. DHCA-råttmodellen beskrevs för första gången 2006 av Jungwirth et al.8. Det visade sig att varaktigheten av cirkulationsstoppet hade en inverkan på de neurologiska resultaten. Sedan dess har DHCA-råttmodeller undersökts brett. Det har klargjorts att DHCA kan provocera systemiskt inflammatoriskt responssyndrom (SIRS)9. I efterföljande studier, farmakologer fann att DHCA-relaterade neuroinflammation inducerad av SIRS kunde dämpas av resveratrol10 och triptolid11. Vårt team fann också att DHCA-relaterad neuroinflammation kunde dämpas genom att hämma det kallinducerbara RNA-bindande proteinet12. I hjärt-kärlsystemet har superoxiddismutas en hjärtskyddande effekt på ischemi/reperfusionsskador (I/R) under DHCA13. Dessa resultat utvidgade förståelsen för DHCA-relaterade patofysiologiska processer och erbjöd nya riktningar för att förbättra resultaten av DHCA. Emellertid, resultaten om endotoximi, oxidativ stress, och autofagi efter DHCA är ofullständiga. DHCA använder samma operativa teknik som hjärt-lung-bypass (CPB)14, men dess hanteringsstrategi är annorlunda och stegen för att generera DHCA skiljer sig åt mellan olika team 8,9,10,11. Denna studie syftar till att tillhandahålla en metod för att fastställa DHCA-förfarandet hos råttor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Protokollen genomgick en institutionell granskning och fick godkännande från Institutional Animal Care and Use Committee, Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences (FW-2021-0005). Alla experimentella procedurer utfördes i enlighet med Guide for the Care and Use of Laboratory Animals som publicerades av National Institutes of Health.

OBS: Manliga Sprague-Dawley-råttor (vikt: 500-600 g, ålder: 12-14 veckor) hölls under normala laboratorieförhållanden med fri tillgång till mat och vatten. Råttorna fördelades slumpmässigt i två grupper (n = 6, varje grupp): DHCA-gruppen och CPB-gruppen med normal temperatur (NtCPB-gruppen).

1. Förberedande arbete

  1. Sterilisera de kirurgiska instrumenten (pincett, sax, mikropincett, en elektrokoagulator, en rakapparat etc.) före experimentet (figur 1).
  2. Se till att förbrukningsvarorna finns tillgängliga, som inkluderar 2-0 siden, en 16 G kanyl (endotrakeal kateter), en 22 G kanyl, en hemlagad 16-G kanyl (multi-öppning intravenös kateter), injektionssprutor, gasväv och tejp.
    OBS: För den hemlagade 16 G kanylen, använd en skalpell för att skära två eller tre öppningar med en diameter på 2 mm vid kanylens spets, vilket hjälper till att göra venös dränering mjukare.
  3. Säkerställ tillgängligheten av sevofluran, 2% lidokain, saltlösning, heparin (5 IE / ml, 250 IE / ml), adrenalin (40 μg / ml), noradrenalin (20 μg / ml), hydroxietylstärkelse och bikarbonat.
  4. Se till att DHCA-kretsarna innehåller en behållare (modifierad från Murphys droppare), en rullpump, en värmeväxlare, en membransyreator, anslutningsrör och en vattentank (figur 2). Anslut kretsen och blanda 12 ml hydroxietylstärkelse med 1 ml heparinnatrium (250 IE) och 1 ml saltlösning. Fyll kretsen med 14 ml av grundlösningen med rullpumpen försiktigt roterande (10-40 ml/min).
    OBS: Behållaren är omformad från en blodtransfusionsanordning med Murphys droppare. Den venösa inflödesdelen av droppen förblir vid 10-15 cm, och den venösa utloppsdelen förblir vid 10 cm.

2. Anestesi och kanylering

  1. Bedöva råttorna med 2% -3% sevofluran och testa sedan för bristen på konjunktivalreflexen och muskelavslappning efter att råttan förlorat medvetandet.
    OBS: Konjunktivalreflexen avser omedelbar stängning av ögonlocket när hornhinnan berörs. Använd en bomullspinne för att röra hornhinnan något. När anestesidjupet är tillräckligt stängs inte ögonlocken.
  2. Utför endotrakeal intubation med en 16 G kanyl efter att konjunktivalreflexen försvinner och inget muskelmotstånd observeras. Anslut röret till en ventilator och ställ in parametrarna genom att klicka på knapparna på ventilatorn (tidvattenvolym: 1,0-1,2 ml / 100 g, hjärtfrekvens: 80 slag per minut [bpm], I: E = 1: 1, inspirerad syrefraktion: 60%).
  3. Lägg en elektrisk värmefilt under råttan och fixa råttan med tejp. Applicera oftalmisk salva på ögonen för att förhindra torrhet. Raka håret på vänster inguinalregion, höger livmoderhalsregion och svans med rakapparat. Desinficera sedan huden tre gånger med jod och alkohol.
  4. Kontrollera anestesidjupet innan du går vidare till nästa steg. Om andningsfrekvensen är högre än den som ställs in av ventilatorn (80 slag per minut), eller om det finns muskelstivhet, öka sedan utgångskoncentrationen av sevofluran.
    OBS: När anestesidjupet är tillräckligt bör andningsrytmen synkroniseras med ventilatorn och musklerna ska vara helt avslappnade utan spänning. Kontrollera anestesidjupet var 30: e minut för att säkerställa att råttan inte upplever någon återkomst av medvetandet under hela proceduren.
  5. Använd en skalpell för att skära huden vid vänster ljumskregion (ca 1 cm) och dissekera muskeln och vävnaden mjukt för att exponera vänster lårbensven och artär. Separera artären försiktigt.
  6. Cannulate en 22 G intravenös kateter i vänster lårbensartär. Ligate artären och katetern med en 2-0 silke (vid cannulationsområdet). Använd saltlösningsinnehållande heparin (5 UI/ml) för att spola kanylen för att undvika koagulering. Anslut katetern med trycksensorn för att övervaka blodtrycket.
  7. Skär svansens hud (ca 1,5 cm) och använd sedan en skalpell för att skära den ytliga fascian i svansartären för att exponera svansartären, som ligger mitt i operationsfältet.
  8. Cannulate svansartären med en 22 G intravenös kateter. Ligate artären och katetern med en 2-0 silke (vid cannulationsområdet). Använd saltlösningsinnehållande heparin (5 UI/ml) för att spola katetern för att undvika koagulering.
    OBS: Vid kanjonisering av intravenös kateter håller vänster hand artären / venen med pincett, och höger hand genomborrar artären / venen med nålen inuti katetern och sätter sedan kanylen i artären.
  9. Skär huden på höger halsven (ca 2 cm) och separera sedan muskeln och vävnaden för att exponera venen. Sätt in en 16 G hemlagad intravenös kateter med flera öppningar i den högra yttre halsvenen och lägg den försiktigt i rätt underlägsen vena cava eller höger atrium.
    OBS: Den vänstra lårbensvenen och artären ligger under ytan av den vänstra inguinalregionen. Venen är tjockare än artären, och blodfärgen i artärerna är ljusröd. Den högra halsvenen ligger i mitten av den högra livmoderhalsområdet; När huden skärs och musklerna separeras kan venen ses (ca 0,3-0,4 cm bred). När kateterns spets berör det högra atriumet kommer blodtrycksvågen att fluktuera. Sedan, efter att ha dragit katetern tillbaka lite, kommer kateterns spets att vara i överlägsen vena cava.
  10. Administrera heparinnatrium (500 IE/kg) via höger yttre ven. Täck varje kannulerad region med fuktig gasväv för att undvika kontaminering.
    OBS: Lägg en låda under operationsbordet för att höja den ca 40 cm.

3. Initiering av DHCA

  1. Anslut DHCA-kretsen med katetern i svansartären först och håll pumpflödet vid 1-2 ml / min. Anslut sedan behållaren med katetern i den högra yttre halsvenen. Se till att det alltid finns en blodnivå på ca 1 cm i behållaren.
  2. Slå på vattentanken och ställ in vattentemperaturen på 37 °C först.
  3. När blodtrycket är stabilt, öka försiktigt pumpflödet upp till 80-100 ml/kg/min för att pumpa blodet.

4. Kylning

  1. Ställ in rumstemperaturen på cirka 20 °C. Lägg isbitar i engångshandskar och placera dem sedan på råttans huvud och sidor. Justera tankens temperatur i realtid enligt råttans rektala temperatur.
  2. Samla 0,1 ml blod från vänster lårbensartär och placera den på blodgasmaskinen för blodgasanalys. Ändra de relevanta parametrarna för ventilatorn på lämpligt sätt enligt resultaten av blodgasanalysen (t.ex. PaCO2).
    OBS: Hjärtfrekvensen och blodtrycket kan förändras, och pumpens flödeshastighet bör justeras i enlighet därmed. Temperaturgradienten mellan vattentanken och råttan måste vara mindre än 10 °C. Se till att temperaturen kan sänkas till 15-20 °C inom 30 min. Det normala intervallet för PaCO2 är 35-45 mmHg. Om blodgasresultaten visar en lägre PaCO2 kan man minska tidvattenvolymen och vice versa.

5. Djup hypotermisk cirkulationsstopp

  1. När rektaltemperaturen sjunker till 15-20 °C, byt engångshandskar (som innehåller is) för att säkerställa underhåll av djup hypotermi under cirkulationsstoppet.
  2. Stoppa rullpumpen, håll behållaren i kontakt med miljön och dränera blodet långsamt från den yttre halsvenen till behållaren.
  3. Var uppmärksam på blodtrycksvågformen. När blodtrycket och hjärtfrekvensen är 0, stoppa dräneringen och håll behållaren stängd. Stäng av ventilatorn.
    OBS: Varaktigheten av cirkulationsstoppet varierar beroende på syftet med experimentet.

6. Uppvärmning och reperfusion

  1. Ta bort alla engångshandskar och öka rumstemperaturen till 25 °C. Återställ membranets oxygenatorventilation samtidigt som du håller det venösa dräneringsröret klippt. Slå på rullpumpen för att se till att blodet i behållaren långsamt går tillbaka till råttans kropp.
  2. Slå på ventilatorn. När blodnivån i behållaren förblir 1 cm, lossa dräneringsröret och dränera blodet från det högra atriumet till behållaren långsamt.
  3. Slå på värmelampan, värmedynan och vattentanken. Ställ först in vattentankens temperatur på 25 °C och justera sedan utloppstemperaturen i rätt tid efter råttans rektala temperatur.
    OBS: Värmelampan ska riktas mot de stora blodkärlen i råttans brösthåla, och den bör hållas på ett visst avstånd för att undvika att bränna vävnaderna. Var uppmärksam på temperaturskillnaden mellan utloppstemperaturen och råttans rektala temperatur (<10 °C). Om det behövs, testa blodgasen och justera sedan ventilatorparametrarna i enlighet därmed och administrera bikarbonat, elektrolyter etc.
  4. Ta bort värmelampan när rektaltemperaturen återgår till 34 °C.
    OBS: Detta steg, som en fortsättning på den snabba omvärmningsprocessen, bör vara långsamt. I detta skede kan utrustningsparametrarna för sevofluranförångaren, mekanisk ventilator och rullpump återställas till nivåerna i början av CPB.

7. Avvänjning av CPB

  1. Minska långsamt och gradvis rullpumpens flödeshastighet och justera den venösa dräneringshastigheten tills flödeshastigheten minskar till 1 ml / min.
    OBS: Varje flödeshastighetsjustering bör observeras i 3-5 minuter.
  2. Håll behållaren i kontakt med miljön (genom att ta av behållarens lock). Infusera det återstående blodet i kretsen med en flödeshastighet på 1 ml/min.
  3. Stoppa membranets syresättning och rullpumpen.
  4. Euthanize råttan efter en period av mekanisk ventilation under djup anestesi.
    OBS: Detta är en terminalprocedur. Varaktigheten mellan avvänjning av CPB och eutanasi varierar beroende på de olika studieprotokollen. Kom ihåg att desinficera såren med jod och alkohol och täck sedan varje kannulerad region med fuktig gasväv för att undvika kontaminering före eutanasi. Öka utgångskoncentrationen av sevofluran för att öka anestesidjupet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Som kontrollgrupp visade normaltemperaturen CPB (NtCPB) råttor utan cirkulationsstopp ett stabilt genomsnittligt arteriellt blodtryck (MAP) och kroppstemperatur under hela proceduren, medan MAP för DHCA-råttorna minskade under hjärtstoppet (p < 0,01, figur 3A). Temperaturen hos DHCA-råttorna sjönk snabbt under kylningsfasen och återhämtade sig gradvis under uppvärmningsfasen. Vid avvänjning av råttorna från DHCA-kretsarna återgick temperaturen hos DHCA-råttorna till det normala (figur 3B).

Effekten av DHCA-processen på råttor undersöktes genom blodgasanalys. Efter helblodskontakt med grundlösningen var koncentrationen av hemoglobin (Hb) högre än 6 g/dL i båda grupperna (figur 4A). Vid avvänjning av råttorna från DHCA-kretsen ökade koncentrationen till 9 g / dL på grund av infusionen av det återstående blodet i CPB-kretsen i råttan. Hematokrit (HCT) visade en liknande tendens till Hb (figur 4B). Vid inledandet av CPB-förfarandet kan skillnaderna i Hb och HCT ha berott på råttornas olika vikter. Medelvikten för DHCA-råttorna var 571,1 g ± 7,254 g, medan medelvikten för råttorna i NtCPB-gruppen var 535,0 g ± 8,317 g (p = 0,075). Även om skillnader i Hb-koncentration skulle leda till skillnader i blodets förmåga att transportera syre, var förändringstrenderna för de två grupperna desamma, vilket indikerar att DHCA inte dessutom påverkade Hb-koncentrationen. Efter DHCA och reperfusion ökade nivån av mjölksyra snabbt, och detta var mer uttalat i DHCA-gruppen (figur 4C). PH-värdet sjönk efter DHCA-proceduren, vilket troligen var resultatet av mjölksyraackumulering (figur 4D). Under hela experimentet visade koncentrationerna av Na+, Cl, K+ och glukos inte signifikanta skillnader vid någon tidpunkt (figur 5). Dessa resultat tyder på att DHCA endast orsakade ökad mjölksyra men inte påverkade blodets pH och koncentrationen av hemoglobin, hematokrit, Na+, Cl, K+ och glukos.

Autofagi är en process där eukaryota celler använder lysosomer för att bryta ner sina cytoplasmatiska proteiner och skadade organeller15. Vid fysiologiska och vissa patologiska tillstånd är en mild nivå av autofagi avgörande för upprätthållandet av cellulär homeostas. Överdriven autofagi kan dock leda till metabolisk stress, nedbrytning av cellkomponenter och till och med celldöd16. För att utvärdera effekten av DHCA på neural autofagi använde vi transmissionselektronmikroskopi och fann överraskande ett ökat antal autofagosomer i hippocampi hos DHCA-råttorna (Figur 6). Baserat på autofagosomernas dubbelriktade funktioner, oavsett om de ökade autofagosomerna spelar en neuroprotektiv och kompensatorisk eller en patologisk roll under DHCA behöver fortfarande ytterligare forskning.

Figure 1
Figur 1: Kirurgiska instrument som används i DHCA-modellen. a) Jod, b) injektionssprutor, c) tejp, d) fuktig gasväv, e) pincett, f) sax, g,h) mikropincett, i) elektrokoagulator, j) rakapparat och k) siden. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Kardiopulmonell bypasskrets av DHCA-råttmodellen. a) a: Membransyresättare. b: Värmeväxlare; c: Reservoar; d1: Röret som fäster rullpumpen (ytterdiameter [OD), 6 mm; innerdiameter [ID], 4 mm; längd, 15 cm); d2: Röret som förbinder värmeväxlaren och membransyresättaren (OD, 6 mm; ID 4 mm; längd, 8 cm); d3: Artärutloppsledningen (OD, 2,5 mm; ID, 1,5 mm; längd, 20 cm). B) a: Reservoar. b: Membran oxygenator; c: Värmeväxlare; d: Rullpump. Den gula pilen visar blodflödets riktning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Vitala tecken på DHCA-råttor och CPB-råttor med normal temperatur. (A) Medelartärtrycket och (B) rektaltemperaturen övervakades kontinuerligt under hela proceduren. Data presenteras som medelvärde ± medelfel (SEM), n = 6 per grupp. DHCA = 30 min. Skillnaderna mellan de två grupperna vid varje tidpunkt jämfördes med hjälp av ett oparat Students t-test. Förkortningar: DHCA = djup hypotermisk cirkulationsstopp; NtCPB = normal temperatur kardiopulmonell bypass; MAP = genomsnittligt arteriellt blodtryck. * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001; p > 0,05 visas inte. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: pH och koncentrationerna av hemoglobin, hematokrit och mjölksyra hos råttor. Artärblodprover för analys av (A) hemoglobin, (B) hematokrit, (C) mjölksyra, (D) och pH samlades in via lårbensartären vid tre tidpunkter: initiering av CPB, före DHCA, och avvänjning av CPB. DHCA = 30 min. Data presenteras som medelvärde ± SEM, n = 6 per grupp. Skillnaden mellan de två grupperna vid varje tidpunkt jämfördes med hjälp av ett oparat Students t-test. Förkortningar: DHCA = djup hypotermisk cirkulationsstopp; NtCPB = normal temperatur kardiopulmonell bypass; Hb = hemoglobin; Hct = hematokrit; Lac = mjölksyra. * p < 0,05. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: Koncentrationen av Na+, Cl, K+ och glukos hos råttor. Artärblodprover för analys av (A) Na+, (B) Cl, (C) K+ och (D) glukos samlades in via lårbensartären vid tre tidpunkter: initiering av CPB, före DHCA, och avvänjning av CPB. DHCA = 30 min. Data presenteras som medelvärde ± SEM, n = 6 per grupp. Skillnaderna mellan de två grupperna vid varje tidpunkt jämfördes med hjälp av ett oparat Students t-test. Förkortningar: DHCA = djup hypotermisk cirkulationsstopp; NtCPB = normal temperatur kardiopulmonell bypass; Glu = glukos. p > 0,05 visas inte. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 6
Figur 6: Autofagosomer i flodhästen hos råttor. Råttorna avlivades 30 min efter avvänjning från CPB-kretsen, och hippocampi skördades omedelbart. Därefter fixerades hippocampi i glutaraldehyd för ytterligare överföringselektronmikroskopi för att undersöka uttrycket av autofagosomer i hippocampi hos (A) NtCPB-råttor och (B) DHCA-råttor. DHCA = 30 min. Skalstreck: 1 μm och 250 nm. Pilarna pekar på autofagosomer. Förkortningar: DHCA = djup hypotermisk cirkulationsstopp; NtCPB = normal temperatur kardiopulmonell bypass. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Cannulation är det mest grundläggande förfarandet för att etablera DHCA hos råttor. Före cannulation kommer blötläggning av artären med 0,5 ml 2% lidokain att göra det lättare att kannulatera. Efter cannulation är heparinisering med 500 IE/kg heparin via den yttre halsvenen nödvändig för att undvika mikrotrombbildning17. Vi har upprepade gånger funnit att denna dos heparin kan uppnå målet om en aktiverad koagulationstid (ACT) >480 s. Omvärmningsperioden är den svåraste delen. Det tog mer än 60 minuter för temperaturen att stiga från 18 ° C till 34 ° C i vårt experiment, medan uppvärmningsperioden kunde göras på 30 min eller 40 min i vissa andra experiment18,19. rapporterade att en högre uppvärmningshastighet (45 min) ökade det inflammatoriska svaret och kunde påverka hjärnödem efter DHCA20. Samtidigt indikerar riktlinjer från The Society of Thoracic Surgeons, The Society of Cardiovascular Anesthesiologists och The American Society of Extracorporeal Technology att temperaturgradienterna under kylning eller omvärmning inte bör överstiga 10 ° C för att undvika generering av gasformig emboli respektiveutgasning 21.

Under uppvärmningsperioden kan hjärtat ha svårt att slå igen på grund av den låga syretillförseln eller acidosen som ackumuleras under hjärtstillestånd. Dessutom kanske hjärtat inte svarar på 10-20 μg adrenalin. Vid denna tidpunkt bör pumpens flödeshastighet ökas och tillräckligt perfusionstryck bör säkerställas. Om eldfast hypotension fortfarande är närvarande när en tillräcklig blodvolym bestäms, kan noradrenalin (4 μg per gång) administreras för att begränsa de perifera kärlen, förbättra det diastoliska trycket och därmed förbättra koronarperfusionen22.

Det finns vissa begränsningar i vårt experiment. Thorakotomi utfördes inte, så den nociceptiva stimulansen skilde sig från den hos kliniska patienter. För det andra användes inte den kardioplegiska lösningen för kardioplegi. I vårt experiment inducerades hjärtstoppet av hypotermi och hypotoni. Den befintliga metoden minskar skadorna från torakotomin, vilket innebär att den kan användas för att undersöka påverkan av hypotermi och ischemi på organen.

Denna modell kan tillämpas för att undersöka de patofysiologiska mekanismerna för och farmakologiska behandlingar för DHCA-inducerad SIRS, I / R-skada, oxidativ stress, neuroinflammation, neurobeteendeförändringar etc.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Författarna tackar Liang Zhang för att ha hjälpt till att samla in videodata under experimentet. Denna studie stöddes av National Natural Science Foundation of China (bidragsnummer: 82070479) och grundforskningsfonderna för de centrala universiteten (bidragsnummer: 3332022128).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Heat Exchanger Xi’an Xijing Medical Appliance Co., Ltd Animal-M
Membrane Oxygenator Dongguan Kewei Medical Instrument Co., Ltd. Micro-M
Monitor Chengdu Techman Co., Ltd BL-420s
Roller Pump Changzhou Prefluid Technology Co.,Ltd BL100
SD Rat HFK Bioscience Co.,Ltd. /
Sevoflurane Maruishi Pharmaceutical Co. Ltd H20150020
Shaver Hangzhou Huayuan Pet Products Co.,Ltd. /
Vaporizer SPACECABS /
Ventilator Shanghai Alcott Biotech Co., Ltd ALC-V8S
Water Tank Maquet Critical Care AB Jostra HCU20-600

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lewis, F. J., Taufic, M. Closure of atrial septal defects with the aid of hypothermia; experimental accomplishments and the report of one successful case. Surgery. 33 (1), 52-59 (1953).
  2. Miler, R. D., et al. Miller's Anesthesia., eighth edition. , Saunders. Philadephia, US. (2015).
  3. Gocoł, R., et al. The role of deep hypothermia in cardiac surgery. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (13), 7061 (2021).
  4. Zhu, P., et al. The role of deep hypothermic circulatory arrest in surgery for renal or adrenal tumor with vena cava thrombus: A single-institution experience. Journal of Cardiothoracic Surgery. 13 (1), 85 (2018).
  5. Poon, S. S., Estrera, A., Oo, A., Field, M. Is moderate hypothermic circulatory arrest with selective antegrade cerebral perfusion superior to deep hypothermic circulatory arrest in elective aortic arch surgery. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 23 (3), 462-468 (2016).
  6. Giuliano, K., et al. Inflammatory profile in a canine model of hypothermic circulatory arrest. Journal of Surgical Research. 264, 260-273 (2021).
  7. Wang, Q., et al. Hyperoxia management during deep hypothermia for cerebral protection in circulatory arrest rabbit model. ASAIO Journal. 58 (4), 330-336 (2012).
  8. Jungwirth, B., et al. Neurologic outcome after cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest in rats: Description of a new model. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 131 (4), 805-812 (2006).
  9. Engels, M., et al. A cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest rat model for the investigation of the systemic inflammation response and induced organ damage. Journal of Inflammation. 11, 26 (2014).
  10. Chen, Q., Sun, K. P., Huang, J. S., Wang, Z. C., Hong, Z. N. Resveratrol attenuates neuroinflammation after deep hypothermia with circulatory arrest in rats. Brain Research Bulletin. 155, 145-154 (2020).
  11. Chen, Q., Lei, Y. Q., Liu, J. F., Wang, Z. C., Cao, H. Triptolide improves neurobehavioral functions, inflammation, and oxidative stress in rats under deep hypothermic circulatory arrest. Aging. 13 (2), 3031-3044 (2021).
  12. Liu, M., et al. A novel target to reduce microglial inflammation and neuronal damage after deep hypothermic circulatory arrest. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 159 (6), 2431-2444 (2020).
  13. Pinto, A., et al. The extracellular isoform of superoxide dismutase has a significant impact on cardiovascular ischaemia and reperfusion injury during cardiopulmonary bypass. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 50 (6), 1035-1044 (2016).
  14. Hirao, S., Masumoto, H., Itonaga, T., Minatoya, K. A recovery cardiopulmonary bypass model without transfusion or inotropic agents in rats. Journal of Visualized Experiments. (133), e56986 (2018).
  15. Ha, J. Y., Kim, J. S., Kim, S. E., Son, J. H. Simultaneous activation of mitophagy and autophagy by staurosporine protects against dopaminergic neuronal cell death. Neuroscience Letters. 561, 101-106 (2014).
  16. Yamamoto, A., Yue, Z. Autophagy and its normal and pathogenic states in the brain. Annual Review of Neuroscience. 37, 55-78 (2014).
  17. You, X. M., et al. Rat cardiopulmonary bypass model: Application of a miniature extracorporeal circuit composed of asanguinous prime. Journal of Extra-Corporeal Technology. 37 (1), 60-65 (2005).
  18. Chen, Q., Lei, Y. Q., Liu, J. F., Wang, Z. C., Cao, H. Beneficial effects of chlorogenic acid treatment on neuroinflammation after deep hypothermic circulatory arrest may be mediated through CYLD/NF-κB signaling. Brain Research. 1767, 147572 (2021).
  19. Li, Y. A., et al. Differential expression profiles of circular RNAs in the rat hippocampus after deep hypothermic circulatory arrest. Artificial Organs. 45 (8), 866-880 (2021).
  20. Linardi, D., et al. Slow versus fast rewarming after hypothermic circulatory arrest: effects on neuroinflammation and cerebral oedema. European Journal of Cardiothoracic Surgery. 58 (4), 792-780 (2020).
  21. Engelman, R., et al. The Society of Thoracic Surgeons, The Society of Cardiovascular Anesthesiologists, and The American Society of ExtraCorporeal Technology: Clinical practice guidelines for cardiopulmonary bypass--Temperature management during cardiopulmonary bypass. Annals of Thoracic Surgery. 100 (2), 748-757 (2015).
  22. Jenke, A., et al. AdipoRon attenuates inflammation and impairment of cardiac function associated with cardiopulmonary bypass-induced systemic inflammatory response syndrome. Journal of the American Heart Association. 10 (6), 018097 (2021).

Tags

Immunologi och infektion Utgåva 190 Djup hypotermisk cirkulationsstillestånd hjärnskydd inflammation
Etablering av djup hypotermisk cirkulationsarrest hos råttor
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yan, W., Ji, B. Establishment ofMore

Yan, W., Ji, B. Establishment of Deep Hypothermic Circulatory Arrest in Rats. J. Vis. Exp. (190), e63571, doi:10.3791/63571 (2022).

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