Summary
निम्नलिखित प्रोटोकॉल अलग, ventilating और माउस फेफड़ों instrumenting स्थिर या काँपने के गुणवाला फेफड़े नाड़ी दबाव प्रवाह संबंधों को मापने के क्रम में रक्त प्रवाह, airflow, airway परिवर्तन सही निलय afterload पर और नाड़ी परिवर्तन के प्रभाव यों की प्रक्रिया की रूपरेखा.
Abstract
पृथक हवादार, और instrumented माउस फेफड़ों तैयारी स्थिर और काँपने के गुणवाला फेफड़े नाड़ी दबाव प्रवाह रिश्तों को फुफ्फुसीय धमनी प्रवाह दर, प्रवाह दर तरंग, airway दबाव और बाएं आलिंद दबाव पर स्वतंत्र नियंत्रण के साथ मापा जा करने की अनुमति देता है. पल्मोनरी संवहनी प्रतिरोध बहु बिंदु, स्थिर दबाव प्रवाह घटता पर आधारित गणना की है, फेफड़े संवहनी प्रतिबाधा काँपने के गुणवाला दबाव प्रवाह आवृत्तियों की एक रेंज में प्राप्त घटता से गणना की है. के रूप में अब नैदानिक मान्यता प्राप्त है, प्रतिबाधा प्रतिरोध की तुलना में सही निलय afterload का एक बेहतर उपाय है क्योंकि यह संवहनी अनुपालन के प्रभाव है, जो नगण्य नहीं कर रहे हैं विशेष रूप से फेफड़े के संचलन में शामिल हैं. प्रतिबाधा के तीन महत्वपूर्ण मैट्रिक्स - शून्य हर्ट्ज प्रतिबाधा 0 जेड, विशेषता प्रतिबाधा जेड सी, और लहर प्रतिबिंब आर डब्ल्यू के सूचकांक - बाहर का धमनी पार के अनुभागीय क्षेत्र प्रवाह के लिए उपलब्ध, प्रॉक्सिमल धमनी कठोरता और प्रतिबाधा अपस्ट्रीम बहाव में अंतर्दृष्टि प्रदान बेमेल, क्रमशः,. सभी पृथक में परिणाम प्राप्त, हवादार और perfused फेफड़ों सहानुभूति तंत्रिका तंत्र टोन, मात्रा स्थिति और संज्ञाहरण के प्रभाव से स्वतंत्र हैं. हम इस तकनीक का इस्तेमाल किया है फेफड़े emboli और प्रतिरोध और प्रतिबाधा पर जीर्ण hypoxia के प्रभाव यों और vasoactive एजेंटों और जेड सी के दबाव निर्भरता का उपयोग रोग की कार्रवाई की साइटों (यानी, प्रॉक्सिमल बनाम डिस्टल) के बीच अंतर. इसके अलावा, जब इन तकनीकों चूहों के अनुवांशिक इंजीनियर उपभेदों के फेफड़ों के साथ उपयोग किया जाता है, फेफड़े संवहनी संरचना और समारोह पर आणविक स्तर के दोष के प्रभाव को निर्धारित किया जा सकता है.
Protocol
Tuchscherer एट अल, इस प्रोटोकॉल में हम एक अलग, हवादार, perfused माउस फेफड़ों तैयारी है कि पहले से काँपने के गुणवाला फेफड़े नाड़ी दबाव प्रवाह रिश्तों पर फेफड़े emboli और जीर्ण hypoxia के प्रभाव (Tuchscherer, Webster, और Chesler, 2006 यों इस्तेमाल किया गया है का प्रदर्शन .) 2007. संक्षेप में, माउस फेफड़ों शल्य चिकित्सा आसपास के ऊतकों से अलग कर रहे हैं, एक गर्म कक्ष में रखा (आईएल-1, हार्वर्ड उपकरण, Holliston, एमए) और हवादार (Ventilatory नियंत्रण मॉड्यूल (VCM) आर टाइमर काउंटर मॉड्यूल (TCM) के साथ, हार्वर्ड उपकरण). फेफड़ों vasculature गर्म RPMI 1640 सेल संस्कृति माध्यम के साथ 3.5% Ficoll एक सिरिंज पंप (कोल-Parmer, Vernon हिल्स, आईएल) का उपयोग कर के सतत प्रवाह waveforms या एक उच्च आवृत्ति oscillatory पंप (बोस - इलेक्ट्रो सेना, ईडन उत्पन्न के साथ perfused है Prairie, सिरिंज काँपने के गुणवाला फेफड़े संवहनी प्रवाह waveforms बनाने पंप के साथ समानांतर में) MN. दबाव transducers (p75, हार्वर्ड उपकरण) तात्कालिक फुफ्फुसीय धमनी (पीएपी) के दबाव और बाएं आलिंद दबाव (एलएपी) उपाय. तात्कालिक प्रवाह की दर (क्यू) के एक प्रवाह में लाइन मीटर (transonic सिस्टम्स, इंक, इथाका, एनवाई) के साथ मापा जाता है. काँपने के गुणवाला दबाव प्रवाह रिश्तों को इन माप, जो फेफड़े संवहनी फिजियोलॉजी और विकृति और सही निलय afterload में अंतर्दृष्टि प्रदान से प्राप्त कर रहे हैं.
1. उपकरण:
- सेट अप माउस वेंटीलेटर सहित पृथक फेफड़ों
- डाटा अधिग्रहण प्रणाली और LabVIEW कार्यक्रम के साथ कंप्यूटर
- दो perfusate प्रवाह के लिए दबाव और transducers flowmeter
- दबाव transducer और airway प्रवाह के लिए flowmeter (pnemotachometer)
- उच्च आवृत्ति oscillatory पंप और विन टेस्ट कार्यक्रम के साथ कंप्यूटर
- बूम / ज़ूम माइक्रोस्कोप दीपक,
- ताप स्नान आईएल-1 प्रणाली के लिए उच्च उत्पादन पंप के साथ
2. आईएल - एक प्रणाली की तैयारी
- आसुत जल ° हीटिंग स्नान के द्वारा सी आईएल-1 प्रणाली के इंटीरियर में परिचालित 37 गरम.
- सभी पंपों, transducers और आईएल-1 प्रवेशनी साफ टयूबिंग के माध्यम से जुड़े हुए हैं और सभी टयूबिंग आसुत 37 तक गर्म पानी डिग्री सेल्सियस के साथ प्लावित है वायु बुलबुले, जो फेफड़ों और कारण के edema में यात्रा कर सकते हैं हटा दिया जाना चाहिए. Oscillatory प्रवाह प्रवाह सेंसर करने के लिए पंप से और प्रवाह संवेदक से फुफ्फुसीय धमनी प्रवेशनी टयूबिंग पीबीएस 1% के साथ प्लावित कर रहे हैं.
- P75 दबाव transducers प्रवेशनी वाल्व बंद वातावरण के लिए वाल्व खोलने और फिर PLUGSYS प्रवर्धक पर स्वत: शून्य बटन धक्का द्वारा चुना जाता है. फिर, वातावरण के लिए वाल्व बंद कर दिया है और प्रवेशनी वाल्व खोला.
- आईएल एक प्रणाली के वेंटिलेशन मार्ग में चीनी मिट्टी झरझरा टुकड़ा नमी प्रदान करने के लिए गीला है.
3. समाधान
- मात्रा समाधान Ficoll RPMI और बाँझ फिल्टर मीडिया द्वारा 3.5% की तैयारी. मीडिया छनन सुनिश्चित करता है वहाँ कोई बड़े कण है कि अनजाने में फेफड़ों embolize सकता. बाँझ मीडिया का प्रयोग भी अचानक फेफड़ों में विकासशील शोफ की संभावना कम कर देता है. RPMI साथ सर्जरी और प्रत्येक प्रायोगिक परीक्षण के लिए RPMI एक 60 मिलीलीटर सिरिंज के साथ के लिए एक 10 मिलीलीटर सिरिंज भरें. एक 37 डिग्री सेल्सियस पानी के स्नान में perfusate हीट.
- हेपरिन माउस (अनुमानित) 500IU/100g शरीर के वजन के 1ml तैयार. हेपरिन नमक 158IU/mg है. एक ~ 25 ग्राम माउस के लिए, 1ml पीबीएस समाधान के साथ एक छोटे से microcentrifuge ट्यूब में 1.25 मिलीग्राम हेपरिन नमक मिश्रण.
4. एक माउस Ventilating
- चूहे में प्रति किलोग्राम समाधान में 150 pentobarbital मिलीग्राम, एक पंजा पर एक कठिन चुटकी प्रदर्शन से गहरी संज्ञाहरण सुनिश्चित की intraperitoneal इंजेक्शन के बाद. अगर वहाँ कोई प्रतिक्रिया नहीं है, सर्जरी के लिए उसके सामने पंजे लगाए स्थिरता के लिए corkboard द्वारा माउस तैयार. नोट: प्रयोग संवेदनाहारी गहराई के दौरान सावधानी जानवर देख द्वारा नजर रखी है. पंजे और अक्सर चीरों में पिन हानिकारक उत्तेजनाओं, जो पुष्टि की है कि जानवर संज्ञाहरण के एक शल्य चिकित्सा विमान में रहता है प्रतिक्रिया की कमी के रूप में कार्य.
- 95% नीचे गीला फर और सीधे संदंश का उपयोग गर्दन पर त्वचा हड़पने की शराब के साथ सीने में स्प्रे. एक 1 सेमी सीधे कैंची का उपयोग कर त्वचा में खोलने कट.
- एक बार गर्दन के अंदर अवगत कराया है, सभी सफेद ग्रंथियों के ऊतकों और सतही मांसपेशियों निकालने के लिए, घेघा और ट्रेकिआ के लिए देख रहे हैं. घुटकी और दोनों पक्षों और पीछे के पर ट्रेकिआ ऊतक से पृथक.
- ट्रेकिआ के तहत छोटे तुला संदंश डालें और दूसरी तरफ सिवनी का एक टुकड़ा हड़पने. ट्रेकिआ के तहत सीवन खींचो और एक ढीला सर्जनों गाँठ बाँध. सीवन कस या गाँठ टाई मत करो.
- एक छोटे से angled छोटे कैंची के साथ ट्रेकिआ में "v" कट, ट्रेकिआ के माध्यम से कटौती नहीं सभी तरह. गरम आईएल प्रणाली 1 कॉर्क बोर्ड और माउस ले जाएँ. दो कुंद संदंश का प्रयोग, tracheal प्रवेशनी और ट्रेकिआ के नीचे "v" को पकड़ो. फिर, trach में tracheal प्रवेशनी स्लाइड"v" खोलने के माध्यम से ea. ट्रेकिआ आसपास सिवनी और tracheal प्रवेशनी ट्रेकिआ के अंदर प्रवेशनी सुरक्षित कस. गाँठ बाँध.
- वेंटिलेशन (50% प्रेरणा, 90 श्वास गहरी प्रेरणा के साथ / मिनट,) कमरे में हवा के साथ शुरू करो.
5. एक हवादार माउस Perfusing
5.1. सही वेंट्रिकल हेपरिन इंजेक्षन
- स्प्रे शराब के साथ माउस फिर से सीने में फर फिर से गीला. सीधे संदंश और सीधे कैंची का उपयोग पसलियों ऊपर सीने पर त्वचा के सभी निकालें. उरोस्थि के साथ ऊपर की ओर काटें. प्रत्येक पक्ष पर त्वचा को लिफ्ट और फिर कम पसलियों की लाइन के बाद त्वचा में कटौती.
- चिमटी के साथ उरोस्थि के नीचे xiphoid प्रक्रिया की समझ और सीधे कैंची का उपयोग डायाफ्राम में एक छेद में कटौती. चिमटी के साथ डायाफ्राम पकड़ो और पसलियों से दूर कटौती.
- Xiphoid प्रक्रिया चिमटी के साथ फिर से (बाएँ हाथ) समझ और गेंद की नोक, angled, कैंची का उपयोग करने के लिए उरोस्थि में कटौती और पसलियों के माध्यम से, फेफड़ों में कटौती नहीं सावधान किया जा रहा है, दिल या रक्त वाहिकाओं (पर गेंद की नोक का उपयोग करें कैंची आप मार्गदर्शन करने के लिए). वहाँ खून हो सकता है, लेकिन के रूप में लंबे समय के रूप में कैंची की अत्याधुनिक उरोस्थि के खिलाफ है, दिल और फेफड़े में कटौती नहीं किया जाएगा.
- बाईं ओर पसलियों समझ और दूर के रूप में दिल को बेनकाब करने के लिए आवश्यक के रूप में पसलियों के ज्यादा कटौती. धीरे धीरे 0.1 मिलीलीटर हेपरिन समाधान के साथ सही वेंट्रिकल इंजेक्षन. यह फेफड़ों में रक्त के थक्के, जो endothelial कोशिकाओं को नुकसान और छिड़काव ख़राब करेंगे को रोकने के लिए महत्वपूर्ण कदम है. हेपरिन जबकि दिल अभी भी धड़क रहा है इंजेक्शन होना चाहिए.
5.2. मुख्य फुफ्फुसीय धमनी Cannulate
- पसलियों के बाकी (बाएँ और दाएँ पक्ष) (गोल) वापस संदंश के अंत का उपयोग धीरे फेफड़ों रिब दीवार से दूर धक्का दूर काटें. फेफड़ों हथियाने खुद नाजुक ऊतकों को नुकसान होगा. कैंची युक्तियाँ और फेफड़े के ऊतकों के बीच आकस्मिक संपर्क भी क्षति होगी.
- खुर्दबीन फेफड़ों से अधिक जगह में ले जाएँ. दूर दिल के शीर्ष पर ग्रंथियों और वसा ऊतकों कट. चिमटी का प्रयोग इसे खींच धमनियों और नसों से दूर और फिर वसंत कैंची से काट जबकि ऊतक तनाव में है.
- चिमटी की एक कुंद सेट, बाईं atrium / महाधमनी और फुफ्फुसीय धमनी (PA) के तहत चिमटी की नोक प्राप्त वेंट्रिकल के तहत हृदय के ऊपर से छोड़ दिया सही से स्कूप का उपयोग करना. यह मत करो ध्यान से चिमटी के लिए प्रतिरोध नहीं किया जाना चाहिए. कुंद चिमटी का प्रयोग गलती से फुफ्फुसीय धमनी या महाधमनी puncturing की संभावना को कम कर देता है.
- एक बार चिमटी से नोचना टिप महाधमनी और फिलीस्तीनी अथॉरिटी के अंतर्गत है, सिवनी का एक टुकड़ा हड़पने के लिए और के माध्यम से खींच. एक ढीला सर्जन गाँठ बाँध. सीवन कस या गाँठ टाई मत करो.
- वैकल्पिक: angled कैंची का उपयोग करने के लिए शरीर के निचले आधे हटा. पसलियों और रीढ़ की हड्डी के माध्यम से नीचे कट, महाधमनी काटने और रग Cava प्रवाह के लिए रक्त का एक महत्वपूर्ण राशि का कारण होगा कट्टर प्रवाह करने के लिए एक क्यू - टिप का उपयोग करें. निपटान के लिए एक बैग में रखें.
- प्रधानमंत्री पीए प्रवेशनी RPMI के 10 मिलीलीटर सिरिंज से 4 मिलीग्राम के साथ. डबल जाँच लें कि सभी टयूबिंग हवाई बुलबुले से मुक्त है. आसुत जल या बुलबुले के साथ फेफड़ों के छिड़काव के edema में परिणाम होगा.
- सही निलय मुक्त दीवार में एक छोटी सी पायदान कट और फिलीस्तीनी अथॉरिटी प्रवेशनी सम्मिलित, नीचे लक्ष्य और सही करने के लिए. प्रवेशनी की नोक पीए की पारदर्शी दीवार के माध्यम से दिखाई जानी चाहिए. RPMI की एक छोटी राशि के लिए आपके स्थान की पुष्टि दिखे. प्रवेशनी महाधमनी, और फिलीस्तीनी अथॉरिटी के आसपास सीवन कसो और गाँठ बाँध. नोट है कि इस बिंदु पर, महाधमनी भी बंद बंधा हुआ है तो वास्तविक छिड़काव तक बाएं आलिंद cannulated है नहीं शुरू करना चाहिए.
5.3. बाईं atrium Cannulate
- बाएं वेंट्रिकल के निचले हिस्से में एक पायदान कट और निष्क्रिय बाएं आलिंद प्रवेशनी (ला), ऊपर का लक्ष्य है. थोड़ा सा दबाव इस दिशा में mitral वाल्व खोलने की जरूरत हो सकता है. सही स्थान में, प्रवेशनी टिप के माध्यम से पर्ची और सिवनी के बिना सुरक्षित होगा.
5.4. छिड़काव शुरू
- मैन्युअल रूप से प्रति मिनट 0.3 मिलीलीटर में 10 मिलीलीटर सिरिंज से RPMI जब तक RMPI बहिर्वाह टयूबिंग (स्पष्ट पीबीएस के विपरीत रंग गुलाबी ish) में स्पष्ट है पानी में डालना. अगर वहाँ बहिर्वाह टयूबिंग, फिर से स्थिति ला प्रवेशनी में कोई प्रवाह है. यदि कोई बहिर्वाह फिर से स्थिति के साथ प्राप्त किया जा सकता है है, फुफ्फुसीय धमनी में एक दरार की जांच करने के लिए. एक आंसू या फुफ्फुसीय धमनी में रिसाव मरम्मत नहीं किया जा सकता है, इस प्रयोग निरस्त के लिए कारण है.
- पीए प्रवेशनी आईएल-1 प्रणाली के माध्यम से एक 60 मिलीलीटर सिरिंज और कनेक्ट perfusate की 1ml/min जलसेक शुरू रिसाव के लिए जाँच और यकीन है कि फेफड़ों सफेद बारी, जो दर्शाता है कि RPMI फेफड़ों में रक्त की जगह है. दो मिनट के लिए धीमी गति से प्रवाह के साथ Perfuse.
6. काँपने के गुणवाला और स्थिर फेफड़े दबाव फ्लो रिश्ते मापना
- काँपने के गुणवाला प्रवाह के अध्ययन के लिए पहली बार में oscillatory पंप पिस्टन displacements सेटप्रत्येक आवृत्ति के लिए WinTest पिछले प्रयोगों के आधार पर कार्यक्रम में वांछित स्तर. कारण फेफड़ों संरचना और यांत्रिकी में परिवर्तनशीलता, displacements के एक माउस के लिए समायोजित किया जाना है. वांछित स्तर तक सतत प्रवाह निर्धारित करें. Oscillatory पंप वाल्व खोलें और रिकॉर्डिंग डेटा सही oscillatory प्रवाह प्रोफ़ाइल (Wintest कार्यक्रम) को चलाने से पहले शुरू. डेटा फ़ाइल खोलें और Excel में प्रयोगात्मक प्रवाह (क्यू) साजिश. प्रत्येक आवृत्ति पर oscillatory पंप पिस्टन displacements समायोजित (Wintest कार्यक्रम) इतना है कि क्यू अधिकतम और क्यू मिनट के रूप में वांछित हैं.
- सतत प्रवाह के लिए परीक्षण oscillatory पंप करने के लिए वाल्व बंद. यदि इस वाल्व खुला छोड़ दिया है, oscillatory पंप एक संधारित्र के रूप में कार्य करता है, दूसरे के लिए एक प्रवाह की दर से परिवर्तन dampening. प्रत्येक प्रवाह दर पर या फिलीस्तीनी अथॉरिटी दबाव तक अधिक से अधिक 5% से कम से कम 10 सेकंड के लिए डेटा एकत्रित नहीं परिवर्तन करता है.
- या तो काँपने के गुणवाला या सतत प्रवाह माप के लिए, डेटा संग्रह से पहले एक निरंतर दबाव में पुराने वेंटिलेशन. डेटा संग्रह के तुरंत बाद वेंटिलेशन पुनरारंभ.
- Airway टयूबिंग में RPMI के लिए देखो, इस edema के सबूत है और प्रयोग निरस्त करने के लिए कारण है. इसके अलावा दो नहीं, RPMI airway दबाव या प्रवाह सेंसर तक पहुँचने क्योंकि यह transducers नुकसान होगा.
7. प्रतिनिधि परिणाम:
प्रतिनिधि स्थिर परिणाम:
पृथक फेफड़ों में सेट अप experimenter की क्षमता करने के लिए स्वतंत्र न केवल फेफड़े के प्रवाह नियंत्रण क्यू लेकिन यह भी airway दबाव पी हवा और बाएं आलिंद दबाव गोद है. यह फायदेमंद है क्योंकि क्यू, पी हवा और गोद फेफड़े vasculature और परिणामस्वरूप फुफ्फुसीय धमनी दबाव पीएपी प्रभाव. एक और लाभ यह है कि प्राप्त परिणामों सहानुभूति तंत्रिका तंत्र एक टोन, मात्रा की स्थिति, और 2 संज्ञाहरण के स्वतंत्र हैं.
पीएपी तय पी हवा के लिए सीढ़ी कदम क्यू में परिवर्तन के द्वारा प्रेरित है और या तो निश्चित या गोद अलग परिवर्तन चित्र 1 में दिखाया जाता है. नोट करें कि पृथक फेफड़ों की तैयारी में गोद प्रवेशनी आमतौर पर टयूबिंग है कि बर्बादी कंटेनर में perfusate निर्देश जुड़ा हुआ है. जगह में इस टयूबिंग के साथ, गोद रैखिक Poiseuille प्रवाह के कारण क्यू पर निर्भर है. हालांकि, दुकान और अपशिष्ट कंटेनर की ऊंचाई मैन्युअल के लिए एक निरंतर, गैर शून्य गोद प्रदान करने के लिए समायोजित कर सकते हैं या टयूबिंग शून्य गोद है कि अतारांकित से स्वतंत्र है की अनुमति देने के लिए हटाया जा सकता है
प्रतिनिधि काँपने के गुणवाला परिणाम:
जबकि मनमाने ढंग से काँपने के गुणवाला प्रवाह waveforms इस प्रणाली के साथ उत्पन्न किया जा सकता है, हम आम तौर पर फार्म का प्रवाह उत्पन्न क्यू = 3 + 2 पाप (2 च πt) मिलीग्राम / च = 1, 2, 5, 10, 15 और 20 हर्ट्ज की आवृत्तियों पर मिनट फेफड़े vasculature (शीर्ष पैनल चित्रा 2) के linearized प्रतिबाधा का आकलन करने के लिए. परिणामस्वरूप पीएपी गोद, और क्यू माप से, फेफड़े संवहनी प्रतिबाधा (जेड) परिमाण और चरण (θ) प्रत्येक लगाया sinusoidal प्रवाह दर आवृत्ति पर एक श्रृंखला में से एक में पहली ΔP = पीएपी गोद और क्यू के एक पूर्ण sinusoidal चक्र decomposing द्वारा की गणना कर रहे हैं sinusoidal harmonics के एक फूरियर परिवरतित का उपयोग. दबाव के अनुपात परिणत पैदावार फेफड़े vascualar प्रतिबाधा, PVZ = FFT (ΔP) / FFT (क्यू), जो परिमाण Z और θ चरण प्रवाह बदलना. इनपुट प्रतिबाधा जेड 0, विशेषता प्रतिबाधा जेड सी, और लहर प्रतिबिंब आर डब्ल्यू के सूचकांक, प्रतिबाधा परिमाण से गणना कर रहे हैं. विशेष रूप से, जेड से जेड 0 0 हार्मोनिक (च = 0 हर्ट्ज) में गणना औसतन सभी आवृत्तियों पर, जेड सी पहली (5 हर्ट्ज) न्यूनतम और 20 हर्ट्ज के बीच Z के औसत के रूप में गणना की है, और आर डब्ल्यू गणना है (Z 0-Z सी) / (0 जेड + Z सी) 3.
1 चित्रा स्थिर प्रवाह (शीर्ष पंक्ति) waveforms और जिसके परिणामस्वरूप दबाव (दूसरी पंक्ति: पीएपी, पी हवा, गोद गोद और पी हवा के विभिन्न संयोजनों के साथ समय की एक समारोह के रूप में). नीचे पंक्ति (ए) और (बी), क्यू के साथ गोद बढ़ जाती है और कम हो जाती है क्योंकि बहिर्वाह टयूबिंग जगह में था अतारांकित बनाम पीएपी से पता चलता है. इस टयूबिंग के लिए (सी) इतना है कि गोद में निरंतर और अतारांकित से स्वतंत्र है (डी) और (ई) आउटलेट टयूबिंग की ऊंचाई मैन्युअल रूप से समायोजित किया गया था इतना है कि गोद उच्च लेकिन अतारांकित पी हवा के स्वतंत्र है पर या तो हटा दिया गया था (ए, सी, डी) अंत inspiratory या अंत expiratory दबाव (बी, ई).
चित्रा 2 काँपने के गुणवाला प्रवाह तरंग (शीर्ष पैनल) क्यू और जिसके परिणामस्वरूप दबाव (नीचे के पैनल: पीएपी गोद, और पी हवा) समय के एक समारोह के रूप में .. इन काँपने के गुणवाला फेफड़े दबाव प्रवाह रिश्तों से, PVZ, परिकलित किया जा सकता है जो कुल सही निलय afterload को दर्शाता है.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
शल्य चिकित्सा में गंभीर कदम
यह महत्वपूर्ण है कि ध्यान जब फेफड़ों से रिब पिंजरे दूर काटने के लिए ले लिया है. फेफड़ों पूरी तरह से उजागर करना चाहिए आसपास के ऊतकों द्वारा uninhibited लेकिन मुद्रास्फीति के दौरान अलगाव की प्रक्रिया के दौरान क्षतिग्रस्त नहीं है. संदंश के पीछे के अंत की तरह एक फ्लैट वस्तु का उपयोग फेफड़ों सीने में दीवार से दूर इतना है कि वहाँ कटौती कैंची के लिए एक साफ रास्ता है पकड़ करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. एक और महत्वपूर्ण कदम फुफ्फुसीय धमनी और महाधमनी के आसपास सीवन की नियुक्ति है. पा सीधे चिमटी का उपयोग फुफ्फुसीय धमनी puncturing के जोखिम कम हो जाएगा. सर्जरी के दौरान अंतिम महत्वपूर्ण कदम cannulas की नियुक्ति है. यदि cannulas भी महान जहाजों के रूप में वे दिल से बाहर की विमान से ऊपर उच्च है, cannulas या तो फुफ्फुसीय धमनी या फुफ्फुसीय नसों पर खींच सकते हैं. यदि बाएं आलिंद में प्रवेशनी बहुत कम है, यह बाएं फेफड़े में प्रवाह को ब्लॉक कर सकते हैं. एक परिणाम के रूप में अधिक प्रवाह सही फेफड़ों के लिए चला जाता है, पीएपी बढ़ाने और सही फेफड़ों में edema के विकास के hastening.
डेटा संग्रह के दौरान गंभीर कदम
स्थिर प्रवाह डेटा संग्रह जल्दी प्रदर्शन किया जाना चाहिए, विशेष रूप से उच्च प्रवाह दरों के लिए है, इसलिए है कि फेफड़ों के vasculature की उच्च तरल पदार्थ कतरनी तनाव के लिए जोखिम कम से कम है. हमारे अनुभव में, उच्च कतरनी फेफड़ों के edema के लिए नेतृत्व जोर दिया है. इसके अलावा, कतरनी तनाव में तेजी से बढ़ फेफड़ों के edema पैदा कर सकता है. निरंतर प्रवाह की स्थिति के लिए, 6 के प्रवाह में वृद्धि मिलीग्राम / मिनट / मिनट के edema कारण नहीं करता है. 5 मिलीलीटर / मिनट से अधिक स्थिर प्रवाह दरों कतिपय शर्तों में edema के बिना प्राप्त किया जा सकता है. हम सतत प्रवाह के रूप में 10 मिलीग्राम / मिनट सफलतापूर्वक के रूप में उच्च के रूप में दरों के साथ नियंत्रण और लंबे समय से hypoxic चूहों के फेफड़ों perfused है.
फ़्रिक्वेंसी सीमाओं
उच्चतम हमारे द्वारा परीक्षण आवृत्ति आमतौर पर 20 हर्ट्ज है क्योंकि हम एक प्रवाह का उपयोग तरंग क्यू = 3 + 2 पाप (2 च πt) मिलीग्राम / मिनट. पंप हम यहाँ वर्णन उच्च आवृत्तियों (कम से कम 50 हर्ट्ज) पर दोलनों उत्पन्न कर सकते हैं, लेकिन व्यापार बंद स्ट्रोक की लंबाई, अर्थात्, एक और अधिक शारीरिक> प्रवाह तरंग में जो प्रवाह दोलन की भयावहता बढ़ती आवृत्ति के साथ घट जाती है में बदलाव कमी आई है संभावना इस प्रणाली के साथ सिम्युलेटेड किया जा सकता है. वैकल्पिक रूप से, एक कस्टम छिड़काव पंप एक ही शल्य अलगाव और वेंटिलेशन यहाँ वर्णित प्रक्रियाओं के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है. दबाव transducers (p75, हार्वर्ड उपकरण, Holliston, एमए) की आवृत्ति रेंज 000-100 हर्ट्ज के रूप में की सूचना दी है. transducers के वास्तविक आवृत्ति प्रतिक्रिया और फिलीस्तीनी अथॉरिटी और ला cannulas transducers कनेक्ट किया टयूबिंग की कठोरता और आकार पर निर्भर है. पॉलीथीन टयूबिंग के बजाय धातु टयूबिंग का उपयोग प्रणाली की प्रतिक्रिया में वृद्धि होगी. हालांकि यह पूरी तरह से कठोर टयूबिंग का उपयोग करें, क्योंकि प्रवेशनी स्थान और स्थान में लचीलापन सर्जरी के दौरान की जरूरत है संभव नहीं है. फिर भी, दबाव मापन में उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया transducers और / या अधिक कठोर टयूबिंग संकेत से शोर बढ़ाने के लिए और PVZ उच्च आवृत्तियों को प्राप्त करने के लिए सक्षम होगा.
अनुप्रयोगों
यह पृथक फेफड़ों तैयारी काँपने के गुणवाला फेफड़े दबाव प्रवाह रिश्तों पर फुफ्फुसीय अन्त: शल्यता 4 के प्रभाव के रूप में अच्छी तरह से जीर्ण hypoxia के रूप में 5 की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. यह भी फुफ्फुसीय संचलन में 6 vasoactive एजेंटों के प्रभाव की जांच करने के लिए और प्रॉक्सिमल और डिस्टल तीव्र रो kinase अवरोध 7 के फेफड़े संवहनी प्रभाव यों इस्तेमाल किया गया था. इस तकनीक चूहों की जन्मजात या outbred उपभेदों में फेफड़े के संवहनी फिजियोलॉजी या अनुवांशिक इंजीनियर 8 चूहों यों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. दबाव प्रवाह इस पृथक फेफड़ों की तैयारी के साथ प्राप्त आंकड़ों की व्याख्या दिल की दर या चूहों के उपभेदों के बीच कार्डियक आउटपुट में अंतर से जटिल नहीं है. यह नोट करना महत्वपूर्ण है कि प्रतिबाधा स्पेक्ट्रा में एक पृथक प्राप्त है, vivo तैयारी में एक में एक सामान्य दिल की धड़कन के जवाब में प्राप्त उन लोगों के लिए नहीं किया जाना चाहिए सीधे तुलना में एक गैर शारीरिक तरंग के जवाब में perfused फेफड़ों हवादार. इसके अलावा, vivo में, वेंटिलेशन नकारात्मक नहीं सकारात्मक दबाव, द्वारा है और रक्त का चिपचिपापन लगभग 4 गुना Ficoll साथ RPMI का चिपचिपापन है.
महत्व
पृथक, हवादार, perfused माउस फेफड़ों की तैयारी का उपयोग करना, हम तीव्र निषेध रो - kinase कि चिकनी मांसपेशी कोशिका de सक्रियकरण को दिखाने के लिए बड़े, नाली है कि काफी प्रभाव आर.वी. 7 afterload धमनियों के अनुपालन पर कोई प्रत्यक्ष प्रभाव पड़ता है करने में सक्षम किया गया है. प्रॉक्सिमल धमनी अनुपालन के नैदानिक महत्व तेजी से 9-11 मान्यता प्राप्त किया गया है . इसके अतिरिक्त कमी आई है, मुख्य फुफ्फुसीय धमनी अनुपालन करने के लिए फुफ्फुसीय धमनी उच्च रक्तचाप 10,11 में एक मृत्यु के उत्कृष्ट भविष्यवक्ता होना दिखाया गया है. DEAT के मुख्य कारणफुफ्फुसीय उच्च रक्तचाप से ज सही निलय विफलता है, लेकिन अकेले मतलब फुफ्फुसीय धमनी दबाव में वृद्धि हुई 12 विफलता का कारण बन करने के लिए पर्याप्त नहीं है. कुल सही निलय afterload के एक अधिक प्रभावी उपाय PVZ, जो दोनों प्रॉक्सिमल अनुपालन और बाहर का प्रतिरोध पर निर्भर करता है और काँपने के गुणवाला फेफड़े दबाव प्रवाह ऐसी है के रूप में इस प्रोटोकॉल के साथ माउस फेफड़ों में प्राप्त किया जा सकता है है रिश्तों से गणना है.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
Acknowledgments
इस शोध स्वास्थ्य अनुदान R01HL086939 (एनसीसी) के राष्ट्रीय संस्थानों द्वारा समर्थित किया गया.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 ml syringe | Fisher Scientific | 14-829-10F | |
| 10 ml syringe | Fisher Scientific | 14-823-2A | |
| 60 ml syringe | Fisher Scientific | 13-689-8 | |
| RPMI with GLN 6/PK | Fisher Scientific | MT10040CV | |
| Bottle Top Filters | Fisher Scientific | 09-761-57 | |
| Ficoll PM 70 | Sigma-Aldrich | F2878-100g | |
| Heparin | Sigma-Aldrich | ||
| Y27632 | Sigma-Aldrich | Y0503 | |
| Angled Ball Iris scissors | Fine Science Tools | 14109-09 | |
| Vannas Spring Scissors - 4mm Blades | Fine Science Tools | 15018-10 | |
| Fine Iris Scissors - straight | Fine Science Tools | 14106-09 | |
| Dumont #5/45 Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | |
| Dumont Medical Biology Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| Lauda E100 ECO-line 003 | VWR international | Comparable to Lauda-Brinkmann E-103, 62400-922 | |
| IL-1 Isolated perfused mouse lung system | Harvard Apparatus | 739904 | |
| Blood Pressure Transducer P75 for PLUGSYS Module | Harvard Apparatus | 730020 | |
| TS410 Flow Modules | Transonic | TS410 | |
| ME 4 PXN Precision PXN Inline Flowsensors | Transonic | ME 4 PXN | |
| Cole-Parmer Multi-Syringe Pumps | Cole-Parmer | EW-74900-20 | |
| Nembutal 50MG/ML 20ML Vial | Amatheon |
References
- Pace, J. Sympathetic control of pulmonary vascular impedance in anesthetized dogs. Circ Res. 29, 555-568 (1971).
- Ewalenko, P., Stefanidis, C., Holoye, A., Brimioulle, S., Naeije, R. Pulmonary vascular impedance vs. resistance in hypoxic and hyperoxic dogs: effects of propofol and isoflurane. J Appl Physiol. 74, 2188-2193 (1993).
- Nichols, W. W., O'Rourke, M. F., Hartley, C., McDonald, D. A. McDonald's blood flow in arteries : theoretical, experimental, and clinical principles. , 5th edn, Arnold. (2005).
- Tuchscherer, H. A., Webster, E. B., Chesler, N. C. Pulmonary Vascular Resistance and Impedance in Isolated Mouse Lungs: Effects of Pulmonary Emboli. Annals of Biomedical Engineering. 34, 660-668 (2006).
- Tuchscherer, H. A., Vanderpool, R. R., Chesler, N. C. Pulmonary vascular remodeling in isolated mouse lungs: Effects on pulsatile pressure-flow relationships. Journal of Biomechanics. 40, 993-1001 (2007).
- Vanderpool, R., Naeije, R., Chesler, N. Impedance in Isolated Mouse Lungs for the Determination of Site of Action of Vasoactive Agents and Disease. Ann Biomed Eng. , (2010).
- Vanderpool, R., Kim, A., Molthen, R., Chesler, N. Effects of acute rho kinase inhibition on chronic hypoxia-induced changes in proximal and distal pulmonary arterial structure and function. Journal of Applied Physiology. , (2010).
- El-Bizri, N. Smooth muscle protein 22alpha-mediated patchy deletion of Bmpr1a impairs cardiac contractility but protects against pulmonary vascular remodeling. Circ Res. 102, 380-388 (2008).
- Champion, H., Michelakis, E., Hassoun, P. Comprehensive invasive and noninvasive approach to the right ventricle-pulmonary circulation unit: state of the art and clinical and research implications. Circulation. 120, 992-1007 (2009).
- Gan, C. Noninvasively assessed pulmonary artery stiffness predicts mortality in pulmonary arterial hypertension. Chest. 132, 1906-1912 (2007).
- Mahapatra, S., Nishimura, R., Sorajja, P., Cha, S., McGoon, M. Relationship of pulmonary arterial capacitance and mortality in idiopathic pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol. 47, 799-803 (2006).
- Bogaard, H. Chronic pulmonary artery pressure elevation is insufficient to explain right heart failure. Circulation. 120, 1951-1960 (2009).
