本研究介绍了一种高度可重复的猪肾缺血-再灌注损伤大动物模型，通过经皮双侧肾动脉球囊导管临时阻断60分钟，随后再灌注24小时建立。
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摘要
摘要
急性肾损伤（AKI）与术后较高的发病率和死亡率风险相关。缺血-再灌注损伤（IRI）是导致AKI最常见的原因。为了模拟这一临床情况，本研究提出了一种高度可重复的大型动物模型，通过经皮暂时性双侧肾动脉球囊导管阻断在猪体内建立肾IRI模型。将球囊导管经股动脉和颈动脉插入并推进至肾动脉近端，实现60分钟的肾动脉阻断。通过向主动脉注射碘化对比剂，评估肾脏血管是否显影，以确认动脉阻断成功；此外，还可通过球囊导管尖端脉搏波形变平来进一步验证阻断效果。双侧肾动脉阻断60分钟后，放气并移除球囊导管，动物恢复24小时。研究结束时，血浆肌酐和血尿素氮显著升高，而估算的肾小球滤过率（eGFR）和尿量显著降低。该模型所需碘化对比剂用量极少，不影响肾功能。双侧肾动脉阻断能更真实地模拟围手术期肾脏低灌注的临床情况，而经皮入路可最大程度减少炎症反应的影响以及开放手术（如剖腹手术）常见的感染风险。该临床相关猪模型的建立与可重复性，有助于向人类临床应用的转化研究。
引言
急性肾损伤（AKI）是外科患者中一种常见的诊断状况，与较高的发病率和死亡率相关1,2。现有数据显示，全球住院患者中甚至有一半可能受到AKI影响，且在重症监护病房患者中的死亡率高达50%1,3。尽管AKI发病率很高，目前的治疗手段仍局限于预防性策略，例如液体管理和透析。因此，探索AKI的替代疗法一直是研究热点4,5,6。
根据病因，急性肾损伤（AKI）通常分为肾前性、肾性和肾后性三类4,5,6。大多数外科手术患者的AKI与肾前性因素相关，主要由低血容量引起，导致肾脏发生缺血-再灌注损伤（IRI）2。临床上表现为尿量减少以及因肾功能下降导致的肌酐水平升高。肾脏是一个高代谢器官，对缺血非常敏感。为了更深入地了解AKI的病理生理机制及其....
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方案
所有体内研究均按照美国国立卫生研究院关于动物护理和使用的指南进行，并经波士顿儿童医院动物护理和使用委员会批准（方案编号 18-06-3715）。所有动物的饲养和实验均符合《实验动物护理和使用指南》的要求。图1展示了本研究的时间线，包括麻醉、手术准备以及主要结局指标测量的时间点。
1. 诱导、麻醉与插管
- 为避免不必要的应激和不适，通过肌内注射给予猪混合药物（替来他明/唑拉西泮 4-6 mg/kg 和赛拉嗪 1.1-2.2 mg/kg），同时使用面罩吸入 3% 异氟烷进行镇静。
- 用 95% 乙醇对耳部区域消毒后，穿刺耳缘静脉并置入 20 G 静脉套管针以建立静脉通路。开始维持性输液（0.9% NaCl，5 mL/kg/h）。
- 确认麻醉效果充分后，使用气管导管（体重 40-50 kg 的猪选用 7 号导管）进行气管插管。以每分钟 12 次呼吸的频率进行球囊通气，并将猪转运至手术室。
- 将动物仰卧位置于手术台上。立即开始机械正压通气，吸入氧浓度（FiO2）为 0.50，潮气量为 10 mL/kg，呼吸频率为每分钟 12 次，并持续进行呼气末二氧化碳监测（capnography）。
- 将脉搏血氧仪传感器置于耳部或下唇底部，用于持续监测。
- 使用空气加温垫维持正常体温（37 °C）。
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结果
功能分析
本研究的代表性结果来自6只动物，所展示的数据以均值±均值标准误表示。通过测定尿量、估算肾小球滤过率（eGFR）、血浆肌酸酐和血尿素氮（BUN）来评估肾功能。肾功能生物标志物采用便携式化学分析仪进行检测。eGFR根据以下公式计算：eGFR =1.879 × BW1.092/PCr0.6 （BW：体重，单位为kg；PCr：血浆肌酸酐，单位为mg/dL）10,11。
双侧肾动脉阻断60分钟后，尿量从基线时的3.6 mL/kg/h ± 0.5 mL/kg/h显著下降至0.2 mL/kg/h ± 0.1 mL/kg/h（p < 0.01）。再灌注后6小时（1.2 mL/kg/h ± 0.1 mL/kg/h；p = 0.02 vs. 基线）和24小时（1.3 mL/kg/h ± 0.4 mL/kg/h；p = 0.02 vs. 基线）.......
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讨论
急性肾损伤（AKI）是一种常见的临床疾病，全球高达50%的住院成人患者受其影响6,12。为了进一步研究该疾病的病理生理机制及潜在治疗靶点，亟需一种具有临床相关性的动物模型。尽管目前已有一些模拟AKI的小鼠模型，但这些模型并不能完全复制相应的临床情况，也无法充分反映人类肾脏的解剖结构。本研究提出一种具有临床相关性的猪模型，以促进向人类临床应用的转化13。
本方案描述了一种经皮穿刺方法，该方法不仅具有临床相关性，而且与开放性方法相比，可最大限度地减少炎症反应及感染风险。还应强调的是，所有动物均应采用一致的水化方案，以实现最佳的血流动力学控制，并避免肾灌注不足11。在动物处于麻醉状态时，这一水化过程易于实施；但在恢复期，当饮水为自由摄取时，往往无法准确控制水化程度。
应谨慎使用含碘造影剂，以避免造影剂引起的肾毒性。可通过与.......
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披露
作者声明不存在竞争性财务利益。
致谢
我们感谢 Arthur Nedder 博士提供的帮助与指导。本工作由 Richard A. 和 Susan F. Smith 总统创新奖、Michael B. Klein 及其家族、Sidman 家族基金会、Michael B. Rukin 慈善基金会、Kenneth C. Griffin 慈善研究基金以及波士顿投资委员会资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 0.9% 氯化钠注射液，USP，100 ml Viaflex 塑料容器 | Baxter | 2B1302 | 用于动物补水 |
| 造影剂 100.0ml 注射液，瓶装碘佛醇 74% | CARDINAL HEALTH | 133311 | 用于血管系统显影 |
| Bard Bardia 封闭式尿液引流袋 | BARD Inc | 802001 | 用于尿液收集 |
| BD Vacutainer K2 EDTA | BD | 367841 | 用于血液样本储存 |
| BD Vacutainer 锂盐肝素 | BD | 366667 | 用于血液样本储存 |
| 聚维酮碘（Betadine） | Henry Schein | 6906950 | 用于皮肤消毒 |
| Bookwalker 牵开器 | Codman | 用于皮肤牵拉 | |
| 布比卡因 0.25% | Hospira | 在切口部位给药以提供镇痛 | |
| 缓释型丁丙诺啡（Buprenorphine SR） | Zoo Pharm | 10mg/ml 瓶装，剂量：0.2mg/kg 皮下注射 | |
| 导管，血管造影用 5.0 Fr × 100.0 cm，0.038 英寸 JR4 | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 7523-21 | 用于识别肾动脉 |
| 带套囊气管插管 | Emdamed | 在手术期间建立可靠的气道 | |
| EKG Medtronics-Physiocontrol LifePak 20 血氧饱和度监测仪 | GE Healthcare Madison WI | 用于血氧饱和度监测 | |
| Encore 26 注射器 | BOSTON SCIENTIFIC | 710113 | 用于充盈球囊导管 |
| 乙醇 95%（乙基酒精） | Henry Schein | 用于皮肤消毒 | |
| 芬太尼透皮贴剂 | Mylan | 剂量：25–50 mcg/hr，经皮给药（TD） | |
| 金硅涂层 Foley 导尿管 | TELEFLEX MEDICAL INC | 180730160 | 用于尿液收集 |
| 肝素钠 | LEO Pharma A/S | 剂量：200 IU/kg 静脉注射 | |
| i33 超声设备 | Phillips | 必要时用于股动脉插管的超声引导 | |
| Inqwire 诊断用导丝 - 0.035" (0.89 mm) - 260 cm (102") - 1.5 mm J 型头端 | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 6609-33 | 用于引导球囊导管至肾动脉 |
| 静脉导管，20 号规格 | Santa Cruz Biotechnology | Inc SC-360097 | 用于液体输注 |
| 异氟烷 | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 21283620 | 剂量：3%，吸入给药（INH） |
| Metzenbaum 钝头弯剪，14.5 cm - 5(3/4)" | Rudolf Medical | RU-1311-14M | 用于组织分离和切割 |
| 新生儿一次性压力传感器套件，含 30ml/hr 冲洗装置及双四通旋塞，用于连续监测 | Argon Medical | 041588505A | 用于压力测量 |
| Powerflex pro PTA 扩张导管 6 × 20 mm - 轴长 (135cm) | CARDINAL HEALTH | 4400602X | 用于肾动脉闭塞 |
| 压力监测管路 mll/mll - 12" 透明，mll/mll | Smiths Medical | B1571/MX571 | 用于压力测量 |
| 手术包 | Molnlycke Health Care | 97027809 | 手术单、纱布垫、注射器、烧杯等 |
| 鱼精蛋白 | Henry Schein | 1044148 | 用于逆转肝素作用 |
| 手术刀片 - 10 号规格 | Cardinal Health (Allegiance) | 32295-010 | 用于皮肤切口 |
| 四通旋塞，大孔径，旋转式，带直型公接头，无菌 | Peoplesoft | 1550 | 用于连接管路 |
| 直型侧向牵开器 | Codman | 用于皮肤牵拉 | |
| 缝线，Perma HND，18 英寸，2-0 编织黑丝线 | CARDINAL HEALTH 1 | A185H | 用于缝合切口及固定导管 |
| 造影剂注射器，10ml，固定式公鲁尔接头，红色 | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | MSS111-R | 用于给予造影剂 |
| 医用注射器，60ml，低死腔，塑料，无菌，无乳胶，一次性使用 | CARDINAL HEALTH 1 | BF309653 | 用于尿液收集及冲洗血管导管 |
| Tilzolan（替来他明/唑拉西泮） | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 07-893-1467 | 剂量：4–6 mg/kg，肌内注射（IM） |
| 赛拉嗪（Xylazine） | Putney, INC | 剂量：1.1–2.2 mg/kg，肌内注射（IM） |
参考文献
- 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).
- Giraud, S., Favreau, F., Chatauret, N., Thuillier, R., Maiga, S., Hauet, T.
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