وهنا يقدم بروتوكول وصف تقنية الأوكسجين مسد الوريدي الغشاء خارج الجسم (ECMO) في غير تنبيب، عفويا والماوس التنفس. يمكن تنفيذ هذا النموذج مورين من ECMO فعالية في الدراسات التجريبية لالحاده وأمراض الرئة نهاية مرحلة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
مسد الوريدي الغشاء خارج الجسم الأوكسجين في الماوس
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
استخدام الأوكسجين الغشاء خارج الجسم (ECMO) قد زاد زيادة كبيرة في السنوات الأخيرة. ECMO أصبحت موثوقة وفعالة لعلاج الحاد فضلا عن أمراض الرئة في المرحلة النهائية. مع زيادة الطلب السريري والاستخدام المطول ل ECMO، الأمثل الإجرائية ومنع تلف الجهاز متعدد ذات أهمية حاسمة. والهدف من هذا البروتوكول تقديم تقنية مفصلة ل ECMO مسد الوريد في غير-تنبيب، التنفس تلقائياً الماوس. هذا البروتوكول يوضح التصميم التقني ECMO والخطوات الجراحية. وسيسهل هذا النموذج ECMO مورين دراسة الفيزيولوجيا المرضية المتصلة ب ECMO (مثل التهاب النزيف و thromboembolic الأحداث). نظراً لوفرة الفئران المعدلة وراثيا، يمكن أيضا تشريح الآليات الجزيئية التي تشارك في المضاعفات المتصلة ECMO.
المقدمة
غشاء خارج الجسم الأوكسجين (ECMO) هو نظام دعم حياة مؤقتة التي تتولى وظائف الرئتين والقلب للسماح بتبادل الغازات الكافية والتروية. ووصف هيل وآخرون1 استخدام ECMO أول في المرضى في عام 1972؛ ومع ذلك، أنها فقط أصبح يستخدم على نطاق واسع بعد تطبيقها الناجح خلال الإنفلونزا H1N1 وباء في 20092. واليوم، ECMO بشكل روتيني كإجراء المنقذة لحياة في نهاية مرحلة القلب، و أمراض الرئة3. ECMO مسد وريدي متزايدة يعمل كبديل للتهوية الميكانيكية الغازية في مستيقظا، غير-تنبيب، عفويا في التنفس مرضى الفشل الرئوي المقاوم للحرارة4.
على الرغم من اعتماده على نطاق واسع، أبلغ عن مضاعفات متنوعة ECMO5،،من67. وتشمل المضاعفات التي يمكن أن يواجهها المرضى في ECMO نزيف وتجلط الدم والإنتان، الصفيحات، المتصلة بالجهاز من الأعطال والانسداد الهواء. وعلاوة على ذلك، متلازمة استجابة التهابية النظامية (السادة) أسفر عن تلف الجهاز متعدد يرد جيدا سواء سريرياً وفي الدراسات التجريبية8،9. وترد أيضا في كثير من الأحيان المضاعفات العصبية مثل احتشاء الدماغ في المرضى الذين يخضعون للعلاج الطويل الأجل ECMO. الخلط بين الأمور، غالباً ما يصعب التمييز بين ما إذا كانت مضاعفات ناتجة عن ECMO نفسها أو تنشأ عن اضطرابات الكامنة المرافقة الحادة والأمراض نهاية مرحلة.
لدراسة آثار ECMO على كائن صحية على وجه التحديد، يجب إنشاء نموذج حيوانات تجريبية يمكن الاعتماد عليها. هناك عدد قليل جداً من التقارير عن الأداء ل ECMO على الحيوانات الصغيرة، وهي كلها محدودة للفئران. حتى الآن، لا يوجد نموذج الفأر من ECMO قد وصفت في الأدب. نظراً لتوافر عدد كبير من السلالات المعدلة وراثيا الماوس، إنشاء نموذج ECMO الماوس سيسمح كذلك التحقيق في الآليات الجزيئية التي تشارك في المضاعفات المتصلة ECMO10،11.
استناداً إلى نموذجنا موريني تم وصفه مسبقاً لتجاوز القلبي الرئوي (CPB)12، قمنا بتطوير أسلوب مستقر ECMO مسد وريدي في غير-تنبيب، التنفس تلقائياً الفئران. ECMO الدائرة (الشكل 1)، الذي يحتوي على تدفق وتدفق cannulas مضخة تمعجية، مكساج، وخزان الحابسة للهواء، مشابه لنموذجنا هو موضح سابقا مورين CPB12 باستثناء الحاجة فتيلة أصغر الحجم (0.5 مل). هذا البروتوكول يوضح تقنيات مفصلة، ورصد الفسيولوجية، وتحليل غاز الدم تشارك في إجراء ECMO ناجحة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
وأجريت تجارب على الفئران C57BL/6 الذكور، الذين تتراوح أعمارهم بين 12 أسبوعا. أجريت هذه الدراسة وفقا للمبادئ التوجيهية "القانون الألماني الحيوان" تحت "حساب السياحة الفرعي بروتوكول" 16/2250.
1-مواد التحضير
ملاحظة: يتم تنفيذ كافة الخطوات في ظروف نظيفة وغير معقمة. سيلزم ظروف معقمة إذا كان الحيوان أن يكون على قيد الحياة بعد.
- إدخال فينيستريشنز 3 في أنبوب البولي يوريثان 2-الأب باستخدام شفرة جراحية تحت مجهر مع 16 X التكبير.
ملاحظة: جميع فينيستريشنز يجب أن يكون موجوداً في ثالث القاصي قنية لضمان تصريف الدم الأمثل. - إعداد الحل فتيلة (جدول المواد). وتشمل 30 وحدة دولية/مل الهيبارين و 2.5% v/v حل 8.4 في المائة من ناكو3. بردت هذا الحل في 4 درجات مئوية حتى تصبح جاهزة للاستخدام. رئيس الوزراء على حلبة مع ماي 500 حل فتيلة.
- وضع قنية التدفق إلى الحل فتيلة وملء الجهاز ECMO بتبديل على مضخة تمعجية. مواصلة تعميم الحل فتيلة من خلال الجهاز مدة 30 دقيقة المقبلة بمعدل تدفق من 1 مل/دقيقة.
- إعطاء 0.5 لتر في الدقيقة للأكسجين 100% مكساج.
2-التخدير
- مكان هذا الحيوان في دائرة التعريفي مليئة بخليط isoflurane/أكسجين 2.5% v/v. توفير 0.5 لتر في الدقيقة للأكسجين 100% المبخر. قبل الجراحة، تحقق من أن التخدير الكامل ويتحقق عن طريق اختبار ردود الفعل الانسحاب والألم دواسة. تطبيق هلام العين لمنع تلف التجفيف.
- استخدم وسادة الاحترار للحفاظ على درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية.
- إجراء التخدير قناع استنشاق استخدام المرذاذ isoflurane وحقن 5 ملغ/كغ والايبوبروفين تحت الجلد.
- بانتظام مراقبة التنفس العفوي وضبط تركيز إيسوفلوراني بحيث أنه من بين 1.3 و 2.5 في المائة.
3-الجراحة
- كشف الوريد الأيسر باستخدام شق جلد الوحشي من 4 مم مع مساعدة مقص غرامة على الجانب الأيسر من الرقبة. جنبا إلى جنب مع إعداد حادا وصريحا باستخدام الملقط الصغير والقطن مسحات، استخدام التخثر القطبين للسفن الصغيرة.
- حالما يتم كشفها حبل الوريد الأيسر، اضطر الجزء القاصي باستخدام خياطة حرير 8-0 بمساعدة الملقط الصغير.
- مكان عقده كشف في نهاية الدانية الوريد. الجدار الأمامي الوريد باستخدام مقص الصغيرة جداً.
- لتحقيق كامل هيبارينيزيشن، حقن الهيبارين 2.5 وحدة دولية/غرام في الوريد عن طريق برونولا ز 26.
- رفع الجانب الرئيسي لوحة الحيوان من 30° تجنب فقدان الدم المفرط من الوريد أثناء إدراج القنية.
- إدراج قنية (PU) 2-الأب البولي يوريثان في الجزء الأقرب من حبل الوريد، تناوب أنها طفيفة بينما دفعت به إلى عمق 4 سم؛ عند القيام بذلك، يتم التوصل إلى التشعب حرقفي من أدنى الوريد الأجوف (IVC).
- تأمين القنية مع عقده الحرير 8-0 باستخدام ميكروفورسيبس.
- كشف الحق حبل الوريد باستخدام الخطوات الموضحة في 3.1 و 3.2 و 3.3.
- كانولاتي حق حبل الوريد مع قنية بو 1-الأب وتحريكه بلطف 5 ملم اتجاه الاذين الأيمن.
- كرر الخطوة 3، 7.
- كاثيتيريزي شريان فخذي الأيسر مع آخر قنية بو 1-الأب واستخدامها للضغط الغازية الرصد فضلا عن أخذ عينات من الدم لتحليل غاز الدم (بغا).
- إدراج رسم القلب (ECG) الإبر متصلاً بجهاز اقتناء بيانات تحت الجلد في كلا الأمامية وفي جدار الصدر الأيسر.
- إدراج مقياس حرارة مستقيمي متصلاً بجهاز الحصول على بيانات.
4-مسد الوريدي الغشاء خارج الجسم الأوكسجين وتحليل غازات الدم
ملاحظة: لتخطيطي للدائرة ECMO كاملة، انظر الشكل 1.
- بدء ECMO على الحيوان عن طريق تشغيل المضخة بمعدل تدفق أولى من 0.1 مل/دقيقة ضبط معدل تدفق المضخة داخل 2 دقيقة المقبلة إلى 3-5 مل/دقيقة.
- في حالة شفط الهواء في قنية التدفق عبر موقع كانوليشن، الحد من التدفق وإضافة 0.1 مل من محلول فتيلة إلى الدائرة عن طريق خزان الحابسة للهواء.
- ظل تدفق مستقر، ومواصلة رصد في الوضع الحقيقي كافة معلمات الحيوية عن طريق جهاز للحصول على البيانات.
- استمرار مراقبة الدفق من التصريف الوريدي ورصد مستوى الدم في خزان الهواء-الصياد.
- جمع الدم أي تسرب من الجروح في محقن cc 1 بطرف أندريتورن برانولا ز 24 إلى حلبة ECMO عبر الخزان الحابسة للهواء.
- بغا، استخدم خرطوشة أخذ عينات دم لجمع ما يقرب من 75 ميليلتر من الدم الشرياني في النقاط الزمنية التالية، ومن المواقع التالية:
- 10 دقيقة بعد بدء ECMO، جمع الدم من IVC عبر أنبوب إضافي بنيت قبل مكساج، عبر أنبوب إضافي مماثل بعد مكساج (مراقبة)، ومباشرة من شريان فخذي.
- 30 دقيقة بعد بدء ECMO، جمع الدم من شريان فخذي.
- تعطي مل 0.1 إضافية من حل فتيلة للتعويض عن فقدان السائل إينترافاسال كل 45 دقيقة عن طريق الجو-الصياد أو قسطرة شريان فخذي أو عن طريق امتصاص فقاعات الهواء من خلال قنية استنزاف الدم.
- بغا، استخدم خرطوشة أخذ عينات دم لجمع ما يقرب من 75 ميليلتر من الدم الشرياني:
- 1 ح بعد بدء ECMO من شريان فخذي.
- 2 ح بعد الشروع في ECMO، جمع الدم من IVC عبر أنبوب إضافي بنيت قبل مكساج، عبر أنبوب إضافي مماثل بعد مكساج (مراقبة)، ومباشرة من شريان فخذي.
- بعد ح 2، الحد من معدل التدفق على الضخ تدريجيا (على مدى فترة 5 دقائق)، وبالتالي وقف ECMO.
- الاستمرار في تسجيل المعلمات الحيوية لآخر 10 دقيقة.
- إنهاء التجربة exsanguinating الحيوان وحصاد الدم والأجهزة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
ويصف هذا البروتوكول طريقة ECMO مسد وريدي في ماوس. هذا النموذج موثوق بها واستنساخه، ومقارنة لنموذجنا هو موضح سابقا من CPB مع اعتقال الجهاز التنفسي والدورة الدموية12،13، فإنه أقل من الناحية الفنية تطالب بإنشاء.
واستمر تدفق ECMO في نظام وريدي بين 1.5 و 5 مل/دقيقة. الضغط الشرياني يعني أبقى بين 70 و 85 ملم زئبقي بإضافة الحل فتيلة إضافي في دائرة ECMO. إضافة 0.1 مل من محلول فتي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
في السابق، وصفت لنا نموذجا ناجحاً للبروتوكول في12،ماوس13. لتنفيذ هذا نموذج لالحاد أو أمراض الرئة نهاية مرحلة وضعنا حلبة ECMO مسد وريدي سهلة استخدام للفئران. المختلفة إلى طراز CPB، مسد وريدي ECMO لا تتطلب إجراءات جراحية معقدة مثل ستيرنوتومي ولقط الابهر، وبالتالي تقليل خطر الجرح ينزف الحيوان هيبارينيزيد تماما. لتجنب الانصمام مكساج مع تجلط الدم، تعطي 2.5 وحدة دولية من الهيبارين لكل كيلوجرام لكل الحيوانات. هذه الجرعة تم استناداً إلى القياسات السابقة من وقت التجلط الم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
شكر وتقدير
وأيد هذا المشروع "منحة 311 كفو" من الأوقيانوغرافية ألماني.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Sterofundin | B.Braun Petzold GmbH | PZN: 8609189 | في 1: 1 مع Tetraspan |
| Tetraspan 6٪ Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 05565416 | في 1: 1 مع Sterofundin |
| Heparin Natrium 25.000 | Ratiopharm GmbH | PZN: 3029843 | 2,5 وحدة دولية لكل مل من تحضير |
| NaHCO3 8,4٪ محلول | B. Braun Melsungen AG | PZN: 1579775 | 3٪ في محلول التحضير |
| Carprofen | Zoetis Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكية | PZN: 00289615 | 5 مجم / كجم / BW |
| 1 Fr PU القسطرة | Instechlabs INC. ، الولايات المتحدة الأمريكية | C10PU-MCA1301 | شريان السباتيد |
| 2 Fr PU القسطرة | Instechlabs INC. ، الولايات المتحدة الأمريكية | C20PU-MJV1302 | الوريد الوداجي |
| 8-0 خياطة الحرير مضفر | خط Ashaway & شركة توين ، الولايات المتحدة الأمريكية | 75290 | أربطة |
| Isoflurane | Piramal Critical Care GmbH | PZN: 9714675 | |
| مقص زنبركي مخدر - شفرات 6 مم | أدوات العلوم الدقيقة GmbH | 15020-15 | أدوات |
| مقص زنبركي - شفرات 2 مم | أدوات العلوم الدقيقة GmbH | 15000-03 | أدوات |
| Halsted-Mosquito Hemostat | Fine Science Tools GmbH | 13009-12 | الصكوك |
| Dumont # 55 Fulps | Fine Science Tools GmbH | 11295-51 | الأدوات |
| Castroviejo حامل إبرة صغيرة - 9 سم | أدوات العلوم الدقيقة GmbH | 12060-02 | الأدوات |
| Micro Serrefines | Fine Science Tools GmbH | 18555-01 | الأدوات |
| Bulldog Serrefine | Fine Science Tools GmbH | 18050-28 | أدوات |
| Isoflurane Vaporizer Drager 19.1 | دكتور أومل. جيرويرك AG & أمبير Co. KGaA | التخدير 1،3 -2،5٪ | |
| جهاز استخلاص البيانات متعدد القنوات مع برنامج ISOHEART | Hugo Sachs Elektronik GmbH ، ألمانيا | الضغط الغازي ، تخطيط القلب ، t & deg ؛ | |
| جهاز محمول C i-STAT | مختبرات أبوت ، ليك بلاف ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكية | تحليل غازات الدم | |
| i-STAT CG4 + و CG8 + خراطيش | مختبرات أبوت ، ليك بلاف ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكية | تحليل غازات الدم | |
| C57Bl / 6 فئران ، ذكر ، 30 جم ، 14 أسبوعا | من مختبرات | البالغة من العمر 1 أسبوعا قبل أسبوع |
المراجع
- Hill, J. D., et al. Prolonged Extracorporeal Oxygenation for Acute Post-Traumatic Respiratory Failure (Shock-Lung Syndrome). New England Journal of Medicine. 286 (12), 629-634 (1972).
- Noah, M. A., et al. Referral to an Extracorporeal Membrane Oxygenation Center and Mortality Among Patients With Severe 2009 Influenza A(H1N1). Journal of the American Medical Association. 306 (15), 1659(2011).
- Maslach-Hubbard, A., Bratton, S. L. Extracorporeal membrane oxygenation for pediatric respiratory failure: History, development and current status. World Journal of Critical. Care Medicine. 2 (4), 29-39 (2013).
- Langer, T., et al. "Awake" extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): pathophysiology, technical considerations, and clinical pioneering. Critical Care. 20 (1), 150(2016).
- Esper, S. A. Extracorporeal Membrane Oxygenation. Advances in Anesthesia. 35 (1), 119-143 (2017).
- Millar, J. E., Fanning, J. P., McDonald, C. I., McAuley, D. F., Fraser, J. F. The inflammatory response to extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): a review of the pathophysiology. Critical Care. 20 (1), 387(2016).
- Lubnow, M., et al. Technical complications during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation and their relevance predicting a system-exchange--retrospective analysis of 265 cases. Public Library of Science One. 9 (12), e112316(2014).
- Passmore, M. R., et al. Inflammation and lung injury in an ovine model of extracorporeal membrane oxygenation support. American Journal of Physiology - Lung Cellular and Molecular Physiology. 311 (6), L1202-L1212 (2016).
- Vaquer, S., de Haro, C., Peruga, P., Oliva, J. C., Artigas, A. Systematic review and meta-analysis of complications and mortality of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation for refractory acute respiratory distress syndrome. Annals of Intensive Care. 7 (1), 51(2017).
- Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation Research. 111 (1), 131-150 (2012).
- Russell, J. C., Proctor, S. D. Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovascular Pathology. 15 (6), 318-330 (2006).
- Madrahimov, N., et al. Novel mouse model of cardiopulmonary bypass. European Journal of Cardio-thoracic Surgery. 53 (1), 186-193 (2017).
- Madrahimov, N., et al. Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach. J. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
