Name: Un modelo de derrame Pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 3 min 32 s
Description: Aprenda a crear un modelo de derrame pleural en ratas mediante instilación intratraqueal de poliacrilato/nanosílice. Este método permite estudiar la toxicidad pulmonar de nanomateriales en investigación biomédica.

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El presente estudio y la producción de este artículo fueron financiadas por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (Grant 81773373, 81172614 y 81441089 de Grant). Agradecemos al Dr. Jin Yan y Dr. Pan Yujie, del Departamento de emergencia, Hospital de Chaoyang de Beijing y el Dr. Qu Peng del Departamento de ultrasonido medicina, Hospital de Chaoyang de Beijing para ayudar con la producción de vídeo.

El estudio siguió las directrices de la Universidad de medicina de la Capital (Beijing, República Popular China) para el cuidado y uso de animales de experimentación. Todos los procedimientos fueron aprobados por el Animal ético Comité de Capital Universidad médica de China.
1. experimentales preparados
Nota: Adapte el femenino específico libre de patógeno las ratas Wistar (peso: 200 ± 10 g) a los ambientes experimentales durante una semana antes de la administración (condiciones ambientales: luz / oscuridad: 12h / 12h, temperatura 22 ± de 2 ° C, humedad 50 ± 10%).
<ol><li>Utilice un fresco 10 mL de suspensiones de PA/NPSi (Nanosílice Ø:20 ± 5 nm por la polimerización de la emulsión en situ) diluido en solución salina normal en concentraciones de 3.125, 6.25 y 12.5 mg/mL, respectivamente10. Antes de la administración, someter a ultrasonidos las suspensiones para 20-30 min y agitar durante 10 minutos con el fin de prevenir la agregación de las nanopartículas.</li>
	<li>Igualmente se dividen un total de 20 ratas en cuatro grupos: un grupo para cada concentración de PA/NPSi (0, 3.125, 6.25 y 12.5 mg/mL).</li>
	<li>Para anestesiarlos, coloca las ratas en un envase cerrado con 1,5 mL de éter (99.5%) o cualquier otros protocolos IACUC aprobado. Después de 60-90 s de anestesia, Compruebe la falta de respuesta al pedal del reflejo. Asegúrese de que las ratas están respirando.</li>
	<li>Poner la rata anestesia en el tablero y fijar sus dientes delanteros con una línea esterilizada de nylon en el tablero también.</li>
	<li>Abrir la boca y exponer su fisura de glotis con la ayuda de una pinza quirúrgica y lente frontal.</li>
	<li>Inculcar las ratas con 0.5 mL de suspensión de PA/NPSi en pulmón de la rata para un total de 1 mL utilizando un tubo fino con una aguja embotada esterilizada en el bronquio bilateral.</li>
	<li>Coloca las ratas en un tablero de plástico en una posición supina y deje que las ratas recuperarán lentamente en 5-10 minutos.</li>
</ol>2. ecografía para derrame pleural
<ol><li>Utilizar un sistema de ultrasonido con un transductor de matriz lineal (frecuencia: 8 MHz) para examinar las ratas en días 1, 3, 7 y 1410.</li>
	<li>Anestesia (hidrato de cloral 10%, 0,35 mL/100 g, i.p.) a las ratas y Compruebe la ausencia de los reflejos pedal.</li>
	<li>Quitar el pelo de pecho y parte superior del abdomen las ratas usando una máquina de afeitar eléctrica. Luego coloque la rata en una placa de montaje en una posición supina.</li>
	<li>Cubrir la piel con el gel cubierto y luego coloque el transductor en el espacio intercostal y subcostal zona para detectar el líquido pleural. Nota: Para detectar con precisión la efusión, la izquierda y las posiciones laterales derecha fueron seleccionadas para llevar a cabo un examen por ultrasonido.</li>
	<li>Colocar la rata en un tablero de plástico en una posición supina después de la examinación del ultrasonido y dejar que las ratas recuperarán lentamente en 10 minutos.</li>
</ol>3. pecho exploración del CT para derrame pleural
<ol><li>En post-administración días 7 y 14, anestesiar las ratas con hidrato de cloral 10% (i.p). Parece suficiente profundidad de la anestesia cuando la rata no reacciona a los reflejos del pedal. Nota: Después de la administración día 7 es el momento más adecuado para observar derrame pleural mediante la exploración de CT.</li>
	<li>Colocar la rata en una lámina de plástico en una posición propensa y luego analizar su pecho para investigar derrame pleural con un canal de 64 CT. Use la siguiente configuración: configuración del detector de 64 x 0,625 mm, 120 kV (pico) y mAs de 350.</li>
</ol>4. colección de aislamiento de las nanopartículas en el derrame pleural y derrame pleural
<ol><li>Después pecho CT exploración de ratas y bajo anestesia de hidrato de cloral, compruebe el reflejo pedal de las ratas, afeitar el pelo del abdomen al pecho y luego desinfectar la piel por el yodo.</li>
	<li>Traer las ratas a la zona quirúrgica.</li>
	<li>Bajo anestesia, corte rápidamente 1-1.5 cm de la piel y los músculos abdominales a la xifoides a lo largo de la línea media con el diafragma intacto.</li>
	<li>Con cuidado abre el cofre e inspeccionar cavidades pleurales bilaterales con la ayuda de pinzas, especialmente los ángulos frénicos costales bilaterales. Recoger 1-2 mL de la efusión pleural de amarillo claro con una jeringa estéril de 2 mL.</li>
	<li>Una vez hecho esto, sacrificar a las ratas con el protocolo aprobado del IACUC.</li>
	<li>Centrifugue la efusión pleural en un tubo de 2 mL durante 15 min a 300 x g para aislar las nanopartículas.</li>
	<li>Utilice una gota de la capa superior que es el líquido brillante y observar bajo una microscope(TEM,) electrónica de transmisión a un voltaje de aceleración de 60-80 kV.</li>
</ol>

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<li>Duan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxic+effects+of+silica+nanoparticles+on+zebrafish+embryos+and+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Toxic effects of silica nanoparticles on zebrafish embryos and larvae.</a> PLoS One. 8 (9), 74606(2013).</li>
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<li>Hikaru, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silica+nanoparticles+as+hepatotoxicants%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Pharmaceutics+and+Biopharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Silica nanoparticles as hepatotoxicants.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 496-501 (2009).</li>
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<li>Ding, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diseases+caused+by+silica%3A+Mechanisms+of+injury+and+disease+development%5BTitle%5D)+AND+%22International+Immunopharmacology%22%5BJournal%5D)">Diseases caused by silica: Mechanisms of injury and disease development.</a> International Immunopharmacology. 2, 173-182 (2002).</li>
<li>Shen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+dosage-toxicity-efficacy+relationship+of+kansui+and+licorice+in+malignant+pleural+effusion+rats+based+on+factor+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Ethnopharmacology%22%5BJournal%5D)">The dosage-toxicity-efficacy relationship of kansui and licorice in malignant pleural effusion rats based on factor analysis.</a> Journal of Ethnopharmacology. 186, 251-256 (2016).</li>
<li>Ji, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Twenty-eight-day+inhalation+toxicity+study+of+silver+nanoparticles+in+Sprague-Dawley+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Inhalation+Toxicology%22%5BJournal%5D)">Twenty-eight-day inhalation toxicity study of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats.</a> Inhalation Toxicology. 19 (10), 857-871 (2007).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

La sonografía es la herramienta más conveniente para la determinación de enfermedades pulmonares, debido a su excelente sensibilidad a líquido libre en la cavidad pleural11. Es que la sonografía puede detectar inmediatamente el contraste de impedancia acústica del aire y de líquidos en el pulmón12. Además, la sonografía es más flexible en el modelo de un pequeño animal que CT. Sin embargo, el aire en el pulmón refleja la onda de sonido e impedido de observar los cambios int...

Derrame pleural es una manifestación clínica muy común de enfermedades pulmonares con una variedad de causas. Tener un modelo útil animal derrame pleural es muy importante para el estudio de estas enfermedades pulmonares, los papeles de las dos capas de la membrana pleural, los mecanismos de la efusión pleural y su tratamiento. Sin embargo, algunos divulgan modelos de derrame pleural se centran principalmente en el derrame pleural maligno o factores biológicos en lugar de las nanopartículas en el medio ambiente1,2. Aquí, presentamos un nuevo modelo de derrame pleural que es sencilla, segura y eficaz.
Con el desarrollo de la nanotecnología y el uso extensivo de los nanoproductos, existe una preocupación sobre los peligros potenciales de los nanomateriales para el medio ambiente y la salud humana3,4. Nanomateriales introducen factores de riesgo y potencialmente conducen a nuevos riesgos en el lugar de trabajo o a través de la contaminación ambiental. Los estudios in vitro e in vivo demuestran que los nanomateriales pueden resultar en daño a múltiples órganos a los pulmones, el corazón, el hígado, el riñón y el sistema nervioso, así como el sistema inmune y reproductivas5,6. Además, algunos estudios informaron que la toxicidad específica de nanomateriales fue debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas3,4,7.
Nos han informado que un grupo de trabajadores con exposición ocupacional a los nanomateriales presentó clínico con derrame pleural y pericárdico, fibrosis pulmonar y granuloma8,9. Nanopartículas de sílice fueron aisladas en derrame pleural9 estos pacientes. Para reproducir y comprobar la efusión pleural inducida por las nanopartículas inhaladas en humanos, se realizó el experimento por inculcar el polyacrylate/Nanosílice (PA/NPSi) a través del tracto respiratorio en ratas, que mímico la respiración humana en una verdadera medio ambiente y encontrado eso intratraqueal instilación de PA/NPSi podría resultar en derrame pleural en ratas. Aquí, presentamos cómo hacer efusión pleural en ratas por la instilación intratraqueal de PA/NPSi y cómo aislar las nanopartículas en la efusión pleural. Este modelo puede ser útil para el estudio adicional de la Nanotoxicología y la efusión pleural enfermedades.

<table><tbody><tr><td>Acuson S2000 Sistema de ultrasonido Doppler en color</td><td>Siemens Medical Solutions, Mountain View, CA</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>&nbsp; Poliacrilato / nanosílice</td><td>Universidad de Fudan, Shanghai, China</td><td></td><td>hecho por encargo con nanosílice (20&plusmn; 5) nm</td></tr><tr><td>10% hidrato de cloral</td><td>Beijing Chemical Works</td><td>302-17-0</td><td></td></tr><tr><td>Velocidad de la luz 16 tomografía computarizada en espiral</td><td>GE Healthcare, EE. UU.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centro de animales Wistar libre de patógenos específicos</td><td>de Lianhelihua (Beijing, China)</td><td></td> <td>Ratas Wistar</td></tr></tbody></table>

un modelo de derrame pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/nanosílice

A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica

Derrame pleural es un hallazgo clínico frecuente de muchas enfermedades pulmonares. Tener un modelo útil animal derrame pleural es muy importante para el estudio de estas enfermedades pulmonares. Modelos anteriores de la efusión pleural pagaron más atención a los factores biológicos en lugar de nanopartículas en el medio ambiente. Aquí, presentamos un modelo para que la efusión pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice y un método de aislamiento de nanopartículas en la efusión pleural. Mediante instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice con concentraciones de 3.125, 6.25 y 12.5 mg/kg∙mL, la efusión pleural en ratas presentada el día 3, alcanzó su punto máximo a los 7-10 días en 6,25 y 12,5 mg/kg∙mL grupos, luego poco a poco disminuyó y desapareció el día 14. Cuando la concentración de poliacrilato/Nanosílice aumenta, la efusión pleural es producido más y más rápido. Este líquido pleural fue detectado por ecografía o TC de tórax análisis y confirmado por la disección de ratas. Nanopartículas de sílice se observaron en la efusión pleural las ratas por microscopio electrónico de transmisión. Estos resultados mostraron que la exposición a polyacrylate/Nanosílice conduce a la inducción de la efusión pleural, que era constante con nuestro anterior informe en seres humanos. Además, este modelo es beneficioso para el estudio adicional de la Nanotoxicología y las enfermedades de la efusión pleural.

No usando una ecografía torácica, encontramos efusiones pleurales el día 1 en todos los grupos. Sin embargo, el día 3, la efusión pleural apareció en los grupos de 6,25 y 12,5 mg/kg∙mL. El derrame fue principalmente en el ángulo frénico derecho costal, mientras que el derrame pericárdico presentado sólo 12,5 mg/kg∙mL grupo. Además, en el día 7, efusión pleural (Video 1) y derrame pericárdico (Video 2) detectaron en 6,25 mg/kg∙mL grupo (<strong class="xfig...

Aquí, presentamos un protocolo para la construcción de un modelo de derrame pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice.

Un modelo de derrame Pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study ...

Este método puede proporcionar información sobre la toxicidad de los nanomateriales y se puede aplicar para el estudio de la toxicidad pulmonar. Esta técnica se derivó para estudiar los efectos del derrame pleural inducido por poliacrilato/nanosílica. Antes de comenzar la instilación, sonicar una suspensión fresca de 10 mililitros de poliacrilato/nanosílica en solución salina normal durante 20 a 30 minutos, seguida de 10 minutos de vórtice, antes de diluir la suspensión a 3.125, 6.25 y 12,5 miligramos por mililitro de concentraciones.A continuación, confirme la falta de respuesta al pellizco del dedo del dedo del de la de la parte del de la de la parte del de la parte de la dedo del diente en una rata anestesiada, y fije los dientes frontales del animal al tablero con un pedazo de cuerda de nylon. Usando fórceps y un frontal, abra suavemente la boca para visualizar la fisura de la glotis, e inserte un tubo fino en el bronquio bilateral. A continuación, inculque 0,5 mililitros de las partículas de poliacrilato/nanosílice a través del tubo hacia los pulmones, y coloque la rata en la posición supina con monitoreo hasta la recuperación completa.En los días uno, tres, siete y 14 después de la instilación, utilice una afeitadora eléctrica para quitar el cabello del pecho y la parte superior del abdomen de cada rata anestesiada, y coloque la rata en la placa de montaje de un sistema de ultrasonido con un transductor de matriz lineal en la posición supina. Aplique gel de ultrasonido en la piel expuesta y coloque el transductor en el espacio intercostal y en el área subcostal para detectar el líquido pleural. Para detectar el derrame con precisión, seleccione las posiciones laterales izquierda y derecha para realizar un examen de ultrasonido.En el séptimo día, se detectan tanto derrame pleural como derrame pericárdico en el grupo de 6,25 miligramos por kilogramo por mililitro inculcado. En el día siete y 14, las tomografías computarizadas de los animales infundidos de 12,5 miligramos por kilogramo por mililitro son anormales en el ángulo costophrénico posterior contundente, lo que indica una pequeña cantidad de derrame pleural. La microscopía electrónica de transmisión de muestras de derrame pleural revela nanopartículas nanosílices individualmente y en racimos con una morfología consistente con la observada para nanopartículas dentro de la suspensión preparada.Lo más importante es recordar visualizar la fisura de la glotis e insertar un tubo fino en el bronquio bilateral. Las nanopartículas también se pueden inculcar por inhalación o inyección intravenosa, ya que ambos métodos se han realizado en estudios anteriores. Esta técnica es útil para estudiar el desarrollo de derrame pleural.

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Intratraqueal instilaciones solutos entregar directamente a los pulmones. Este procedimiento objetivos de la entrega de los instilado en las regiones distales de los pulmones, y por lo tanto incorpora a menudo en los estudios dirigidos a estudiar los alvéolos. Ofrecemos un protocolo detallado para la supervivencia de realizar instilaciones intratraqueal en ratones.

La instilación directa traqueal de solutos en pulmón de ratón

Este video demuestra el establecimiento de una infección pulmonar en un modelo de roedor inmunocompetente a través de la intubación y la instalación de suspensiones bacterianas en los lóbulos pulmonares. Este modelo permite realizar estudios de eficacia antibacteriana en animales inmunocompetentes.

Instilación intrabronquial de Streptococcus pneumoniae en modelos de roedores inmunocompetentes

La instilación selectiva de ácido intrabronal en el pulmón izquierdo en ratones da lugar a una lesión pulmonar aguda unilateral y autolimitada que modela el síndrome de dificultad respiratoria aguda humana (ARDS) inducido por la aspiración de ácido gástrico.

Un modelo de lesión pulmonar aguda autolimitada por la instilación unilateral de ácido intrabronal

Descrito es el método de cultivo celular y exposición de un modelo bronquial in vitro para la exposición realista y repetida a partículas para pruebas de toxicidad.

Un modelo epitelial bronquial de interfaz aire-líquido para la exposición realista y repetida por inhalación a partículas en el aire para pruebas de toxicidad

Esta técnica de inculcar medicamentos directamente en la tráquea de roedores neonatales es importante para estudiar el impacto de los medicamentos o biológicos administrados localmente en las enfermedades pulmonares neonatales. Además, este método también se puede utilizar para inducir lesiones pulmonares en modelos animales.

Un método mínimamente invasivo para la instilación intratraqueal de medicamentos en roedores neonatales para tratar la enfermedad pulmonar

Se han establecido varios modelos animales de fibrosis pulmonar utilizando bleomicina para aclarar la patogenia de la fibrosis pulmonar y encontrar nuevas dianas farmacológicas. Sin embargo, la mayoría de los modelos de fibrosis pulmonar dirigidos al tejido pulmonar tienen una administración desigual del fármaco. En este trabajo se propone un modelo de fibrosis pulmonar uniforme inducida por la nebulización nasal de bleomicina.

Un modelo murino de fibrosis pulmonar inducida por nebulización nasal de bleomicina

En este estudio se describe una técnica para establecer un modelo de rata con silicosis con la inhalación de sílice a través de todo el cuerpo en una cámara de inhalación. Las ratas con silicosis podrían imitar de cerca el proceso patológico de la silicosis humana de una manera fácil, rentable y con buena repetibilidad.

Establecimiento de un modelo de rata de silicosis a través de la exposición de todo el cuerpo a sílice respirable

Este protocolo describe un método para establecer un modelo de ratón de silicosis a través de la exposición repetida a suspensiones de sílice a través de un goteo nasal. Este modelo puede imitar de manera eficiente, conveniente y flexible el proceso patológico de la silicosis humana con alta repetibilidad y economía.

Un modelo de ratón de silicosis establecido por inhalación repetida de polvo de sílice cristalina

Este protocolo demuestra la técnica de aspiración orofaríngea para su uso en el modelo murino de fibrosis pulmonar con bleomicina.

Administración orofaríngea de bleomicina en el modelo murino de fibrosis pulmonar

Aquí presentamos un protocolo para modelar la fibrosis pulmonar en ratones utilizando bleomicina aerosolizada administrada a través de la tráquea. Este método optimizado permite una administración uniforme, cuantitativa y precisa sin incisión quirúrgica, mejorando la reproducibilidad y fiabilidad de la fibrosis inducida por bleomicina.

Un método refinado de administración intratraqueal de bleomicina basado en aerosoles para modelos reproducibles y mínimamente invasivos de fibrosis pulmonar en ratones

Aprenda a crear un modelo de derrame pleural en ratas mediante instilación intratraqueal de poliacrilato/nanosílice. Este método permite estudiar la toxicidad pulmonar de nanomateriales en investigación biomédica.

Un modelo de derrame Pleural en ratas por la instilación intratraqueal de poliacrilato/Nanosílice

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