نموذج جراحي للفأر لإنشاء إصابة نقص تروية الرئة اليسرى (IR) مع الحفاظ على التهوية وتجنب نقص الأكسجة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
نموذج جراحي للفأر لإنشاء إصابة نقص تروية الرئة اليسرى (IR) مع الحفاظ على التهوية وتجنب نقص الأكسجة.
غالبا ما تنتج إصابة نقص التروية (IR) عن عمليات تنطوي على فترة عابرة من تدفق الدم المتقطع. في الرئة ، تسمح الأشعة تحت الحمراء المعزولة بالدراسة التجريبية لهذه العملية المحددة مع استمرار التهوية السنخية ، وبالتالي تجنب العمليات الضارة المركبة لنقص الأكسجة وانخماص الرئة. في السياق السريري ، تحدث إصابة نقص تروية الرئة (المعروفة أيضا باسم IRI الرئوية أو LIRI) بسبب العديد من العمليات ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الانسداد الرئوي ، والصدمات النزفية التي تم إنعاشها ، وزرع الرئة. توجد حاليا خيارات علاج فعالة محدودة ل LIRI. هنا ، نقدم نموذجا جراحيا قابلا للانعكاس للأشعة تحت الحمراء للرئة يتضمن التنبيب الرغامي الأول متبوعا بنقص تروية الرئة اليسرى من جانب واحد وإعادة التروية مع التهوية السنخية المحفوظة أو تبادل الغازات. تخضع الفئران لبضع الصدر الأيسر ، والذي يتم من خلاله كشف الشريان الرئوي الأيسر وتصوره وعزله وضغطه باستخدام عقدة منزلقة قابلة للعكس. ثم يتم إغلاق الشق الجراحي خلال فترة نقص تروية الحيوان ، ويتم إيقاظ الحيوان وتنبيبه. مع تنفس الفأر تلقائيا ، يتم إنشاء إعادة التروية عن طريق تحرير العقدة المنزلقة حول الشريان الرئوي. يسمح نموذج البقاء على قيد الحياة ذو الصلة سريريا بتقييم إصابة الأشعة تحت الحمراء في الرئة ، ومرحلة الحل ، والتأثيرات النهائية على وظائف الرئة ، بالإضافة إلى النماذج ذات الضربتين التي تنطوي على الالتهاب الرئوي التجريبي. على الرغم من أنه يمثل تحديا تقنيا ، إلا أنه يمكن إتقان هذا النموذج على مدار بضعة أسابيع إلى أشهر مع معدل بقاء أو نجاح نهائي يتراوح بين 80٪ و 90٪.
يمكن أن تحدث إصابة نقص التروية (IR) عند استعادة تدفق الدم إلى عضو أو سرير الأنسجة بعد فترة من الانقطاع. في الرئة ، يمكن أن تحدث الأشعة تحت الحمراء بمعزل عن العمليات الضارة الأخرى أو بالاقتران معها مثل العدوى ، نقص الأكسجة ، انخماص الرئة ، الصدمة المتقلبة (من أحجام المد والجزر العالية أثناء التهوية الميكانيكية) ، الرضح الضغطي (ذروة عالية أو ضغوط مستمرة أثناء التهوية الميكانيكية) ، أو إصابة كدمة رئوية حادة (غير مخترقة)1،2،3 . لا تزال هناك العديد من الثغرات في معرفتنا حول آليات LIRI وتأثير العمليات المتزامنة (مثل العدوى) على نتائج LIRI ، وكذلك خيارات علاج LIRI محدودة. مطلوب نموذج في الجسم الحي من LIRI النقي لتحديد الفيزيولوجيا المرضية لإصابة الأشعة تحت الحمراء في الرئة بمعزل عن غيرها ودراسة مساهمتها في أي عملية متعددة الضربات تكون إصابة الرئة مكونا منها.
يمكن استخدام نماذج الأشعة تحت الحمراء لرئة الفئران لدراسة الفيزيولوجيا المرضية الخاصة بالرئة لعمليات متعددة ، بما في ذلك زرع الرئة3 ، والانسداد الرئوي4 ، وإصابة الرئة بعد الصدمة النزفية مع الإنعاش5. تشمل النماذج المستخدمة حاليا زرع الرئة الجراحي6 ، وتثبيت النقيب7 ، وتروية الرئة خارج الجسم الحي 8 ، والرئة المهواةIR 9. هنا ، نقدم بروتوكولا مفصلا لنموذج الأشعة تحت الحمراء للرئة ذات التهوية الفئرانية لإصابة الرئة المعقمة. هناك فوائد متعددة لهذا النهج (الشكل 2) ، بما في ذلك أنه يحفز الحد الأدنى من نقص الأكسجة والحد الأدنى من انخماص الرئة ، وهو نموذج جراحة البقاء على قيد الحياة الذي يسمح بإجراء دراسات طويلة الأجل.
أسباب اختيار هذا النموذج من LIRI على نماذج أخرى مثل نماذج لقط الهيلار ونماذج التروية خارج الجسم الحي هي كما يلي: يقلل هذا النموذج من المساهمات الالتهابية للانخماص والتهوية الميكانيكية ونقص الأكسجة. يحافظ على التهوية الدورية ؛ يحافظ على سلامة الجهاز المناعي للدورة الدموية في الجسم الحي الذي يمكن أن يستجيب لإصابة الأشعة تحت الحمراء ؛ وأخيرا ، كإجراء للبقاء على قيد الحياة ، فإنه يسمح بالتحليل طويل الأجل لآليات توليد الإصابات الثانوية (نماذج 2-hit) وحل الإصابة. بشكل عام ، نعتقد أن نموذج الأشعة تحت الحمراء للرئة المهوى يوفر الشكل "الأنقى" لإصابة الأشعة تحت الحمراء التي يمكن دراستها تجريبيا.
وصفت منشورات أخرى استخدام التنبيب الرغامي للفئران لإجراء حقن تكنولوجيا المعلومات أو التركيبات10,11 ، ولكن ليس كنقطة انطلاق لجراحة البقاء على قيد الحياة كما هو الحال في هذا النموذج. يسمح وضع أنبوب القصبة الهوائية بإجراء جراحة الرئة عن طريق السماح بانهيار الرئة الجراحية. كما يسمح بإعادة تضخم الرئة في نهاية الإجراء ، وهو أمر بالغ الأهمية لاسترواح الصدر ولقدرة الفأر على العودة إلى التهوية التلقائية في نهاية الإجراءات. أخيرا ، تعد إزالة أنبوب القصبة الهوائية الآمن إجراء بسيطا ، على عكس بضع القصبة الهوائية الغازي ، يتوافق مع جراحة البقاء على قيد الحياة. وهذا يسمح بإجراء دراسات بحثية طويلة الأجل تركز على فهم تطور وحل LIRI والاضطرابات المرتبطة به ، بالإضافة إلى إنشاء نماذج الإصابات المزمنة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات والخطوات الموضحة أدناه من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوانات (IACUC) في جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو. يمكن استخدام أي سلالة فأر ، على الرغم من أن بعض السلالات لديها استجابة التهابية أكثر قوة في الرئة بالأشعة تحت الحمراء مقارنة بغيرها12. الفئران التي يبلغ عمرها حوالي 12-15 أسبوعا (30-40 جم) أو أكبر تتحمل وتنجو من جراحة الأشعة تحت الحمراء للرئة بشكل أفضل من الفئران الأصغر سنا. يمكن استخدام كل من الفئران الذكور والإناث لهذه العمليات الجراحية.
1. بروتوكول التنبيب بالماوس
2. بروتوكول جراحة نقص تروية الرئة وإعادة التروية (IR)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الالتهاب الناتج عن إصابة نقص تروية الرئة المعقمة ذات التهوية الأحادية الجانب (IR): بعد 1 ساعة من نقص التروية ، لاحظنا زيادة مستويات السيتوكينات في المصل وداخل أنسجة الرئة بواسطة كل من ELISA و qRT-PCR التي بلغت ذروتها في 1 ساعة بعد إعادة التروية وعادت بسرعة إلى خط الأساس في غضون 12-24 ساعة بعد إعادة التروية13. بالنسبة للعينات التي تم جمعها في 3 ساعات بعد إعادة التروية ، لاحظنا تسلل العدلات الشديد داخل أنسجة الرئة اليسرى ولاحظنا أن شدة الالتهاب كانت تعتمد على سلالة الفئران المستخدمة (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
توضح هذه المخطوطة بالتفصيل الخطوات المتبعة في تنفيذ نموذج الأشعة تحت الحمراء للرئة ذات التهوية التي طورها Dodd-o et al.9. ساعد هذا النموذج في تحديد المسارات الجزيئية المشاركة في توليد وحل الالتهاب من الأشعة تحت الحمراء الرئوية في عزلة14،15،16،17 ، والأشعة تحت الحمراء للرئة بالاشتراك مع العدوى الموجودة 18 ، والأشعة تحت الحمراء للرئة فيما يتعلق بمحور الأمعاء والرئة ومساهمة ميكروبيوم الأمعاء 13،18
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
تم تمويل هذا العمل من خلال دعم الأقسام من قسم التخدير والرعاية المحيطة بالجراحة ، وجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ومستشفى سان فرانسيسكو العام ، وكذلك من خلال جائزة NIH R01 (إلى AP): 1R01HL146753.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي> المعدات< / قوي> | |||
| الألياف البصرية الخفيفة الأنابيب | كول بارمر | UX-41720-65 | الألياف البصرية الألياف |
| الضوئية مصدر ضوء | AmScope | كود التخزين التعريفي: CL-HL250-B | مصدر الضوء لأضواء الألياف البصرية |
| Germinator 500 | Cell Point Scientific، Inc. | رقم 5-1450 | معقم الخرزة |
| AIMS | 14-370-223 | خيار بديل | |
| مجموعات العناية بالليثيوم أيون (ماكينة قص الشعر) | WAHL المنتجات المنزلية | SKU 09854-600B | لإزالة شعر الفأر في موقع الجراحة |
| ميكروسكوب | نيكون | SMZ-10 | خيارات أخرى أحدث متوفرة على موقع الشركة |
| MiniVent Ventilator | Havard Apparatus | Model 845 | جهاز التنفس الصناعي للماوس |
| منظف بالموجات فوق الصوتية | Cole-Parmer | UX-08895-05 | الأدوات النظيفة التي تم استخدامها في التشغيل |
| وسادة الاحترار | Kent Scientific | RT-0501 | للحفاظ على دفء الماوس أثناء التعافي من الجراحة |
| مقياس الوزن | Cole-Parmer | UX-11003-41 | |
| الوزن < قوي > أدوات الجراحة < / قوي> | |||
| 4-0 خياطة الحرير | Ethicon | 683G | لإغلاق طبقة العضلات |
| 7-0 Prolene Suture | Ethicon | Industry EP8734H | تستخدم لعمل عقدة انزلاقية للشريان الرئوي الأيسر |
| Bard-Parker (11) مشرط (شفرة جراحية من الصلب الكربوني الضلع الخلفي ، معقمة ، للاستخدام مرة واحدة) 372611 | الجراحية لأسبن | لدخول التجويف الصدري (الخيار 1) | |
| Bard-Parker (12) مشرط | أسبن جراحي | 372612 | لدخول التجويف الصدري (الخيار 2) |
| ملقط Graefe فائق الدقة | FST | 11150-10 | ملقط تثبيت العضلات / الأضلاع |
| نظام سحب المثبت المغناطيسي | FST | 1. لوحة القاعدة (رقم 18200-03) 2. المثبتات (رقم 18200-01) 3. الضادات (الأرقام 18200-05 حتى 18200-12) 4. المطاط الصناعي (رقم 18200-07) 5. ضام (رقم 18200-08) | نظام سحب الصغيرة |
| Monoject إبرة تحت الجلد القياسية | COVIDIEN | 05-561-20 | لتوصيل الأدوية IP |
| ملقط نمط ضيق | FST | 11002-12 | ملقط مستوى الجلد |
| حامل إبرة / سائق إبرة | FST | 12565-14 | لحمل الإبر |
| إبر | BD | 305110 | إبرة قياس 26 لإخراج العقدة الانزلاقية (إبرة قياس 24 أو 26 حسنا أيضا) |
| PA / ملقط توسيع الوعاء | FST | 00125-11 | لعقد PA ؛ مقص القابض غير الضار |
| FST | 14060-09 | يستخدم للشق وقطع جراحة حفر الطبقة | |
| العضلية ملقط دومون الدقيق | للغاية FST | 11295-10 (ملقط دومون # 5 ، طرف علم الأحياء ، أبعاد الحافة: 0.05 * 0.02 مم ، 11 سم) | للمرور عبر الفراغ بين الشريان الرئوي الأيسر والشعب الهوائية |
| < قوية > الكواشف < / قوية > | |||
| 0.25٪ بوبيفاكاين | هوسبيرا ، إنك. | 0409-1159-02 | مسكن موضعي يستخدم أثناء إغلاق الجرح الجراحي |
| أفيرتين (2،2،2-Tribromoethanol) | Sigma-Aldrich | T48402-25G | مخدر ، يستخدم لتخدير الفأر لجراحة الأشعة تحت الحمراء ، والتركيز المستخدم في جراحة الأشعة تحت الحمراء هو 250-400 مجم / كجم. |
| بوبرينورفين | كوفيتروس أمريكا الشمالية | 59122 | مسكن: التركيز المستخدم في الجراحة هو 0.05-0.1 مجم / كجم |
| زيوت تشحيم العين | BAUSCH + LOMB | مهدئ مرهم زيوت التشحيم | يخفف من جفاف العين محلول |
| بوفيدون اليود 10٪ | محلول MEDLINE INDUSTRIES INC | SKU MDS093944H (2 أونصة سائلة ، مطهر موضعي) | سائل موضعي يتم تطبيقه لمطهر فعال للإسعافات الأولية في بداية الجراحة |
| Materials | |||
| Alcohol Swab | BD brand | BD 326895 | لتعقيم منطقة الحقن والجراحة |
| فيلم بلاستيكي | KIRKLAND | Stretch-Tite البديل الممتاز | لتغطية المجال الجراحي المعقم (أكثر فعالية من حيث التكلفة) |
| ستائر جراحية للقوارض | Stoelting | 50981 | حقل معقم أو ستارة للمجال |
| الجراحي تطبيق | Pwi-Wnaps | 703033 | لتطبيق زيوت |
| Top Sponges | Dukal Corporaton | Reorder # 5360 | وقف النزيف من الجلد / العضلات |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.