הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

לב-ריאה במודל של עכברים: גישה מוזרה

10.6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/56017

⸱

22 בספטמבר 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cardiothoracic, Transplantation, and Vascular Surgery, Hannover Medical School, 2Department of Hematology, Oncology, Immunology, Rheumatology, and Pulmonology, University Hospital Tuebingen, 3Department of Pneumology, Hannover Medical School

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

מאמר זה מתאר כיצד לבצע ריאה בעכברים. מודל חדש זה יקל על החקירה של המנגנון המולקולרי מעורבת ועוגב נזק.

תקציר

כפי ממושך לב-ריאה הופכת לחיונית יותר במהלך התערבויות הלב, קליניים לדרישה גוברת מתעוררת עבור תהליך אופטימיזציה, למזער נזק לאיבר וכתוצאה מכך מהמחזור extracorporal ממושך. מטרת מאמר זה היה להפגין מודל מתפקדת במלואה, הרלוונטית קלינית של ריאה של עכבר. אנחנו מדווחים על עיצוב המכשיר, אופטימיזציה מעגל זלוף, בטכניקה מיקרוכירורגית. מודל זה הוא מודל חריפה, אשר אינו תואם עם הישרדות בצורך לציורים דם מרובים. בגלל המגוון של כלים זמינים עבור עכברים (למשל, סמנים, הסתרה, וכו '), מודל זה יקל על חקירת המנגנון המולקולרי של נזק לאיברים ואת השפעת לב-ריאה ביחס לשני מחלות רקע.

מבוא

מאז כניסתה של לב-ריאה (משטרת שיקאגו) לתוך המרפאה, ומילא תפקיד חיוני כירורגיית1. בניתוח לב מודרני, זמן ממושך משטרת שיקאגו חיוני לבצע שחזורים נרחבים אבי העורקים ונהלים משולב. למרות ההתקדמות הטכנולוגית היה עצום, השימוש של מחזור extracorporal מקושרת עם אינטרה -, לאחר הניתוח מערכתית, איברים המקומי נזק2,3.

מודלים בעלי חיים גדולים פותחו כדי לחקור את התפקיד של משטרת שיקאגו על תהליכים פיזיולוגיים4,5. אף על פי מודלים אלה סיפקו תובנות חלק משטרת שיקאגו הקשורים סיבוכים, הם מאוד יקרים, כלים (למשל, נוגדנים) מוגבלים מאוד. חלופה חסכוני יותר פותחה בחיות קטנות. מאז הפיתוח שלהם, נערכו מחקרים רבים כדי למטב דגם משטרת שיקאגו חולדות וארנבות,5,6,7,8,9. מודלים אלה מספקים בסיס טוב עבור מדידות של תהליכי מחלה pathophysiological; עם זאת, הם עדיין לא מספיק לחקור אימונולוגיה תאית, ההורמונאלית בשל היעדר נוגדנים הרלוונטיים, ריאגנטים. זה מחליש את תפקידם בתחום זה של מחקר.

לאחרונה פיתחנו מודל העכבר של משטרת שיקאגו. בשל מגוון רחב של ריאגנטים ספציפיים העכבר ועכברים מהונדסים גנטית, העכבר מודלים הם באופן כללי המודל של בחירה עבור מחקר פיזיולוגי, מולקולרית, אימונולוגי10,11. לפיכך, המודל שלנו יקל המחקר של משטרת שיקאגו ביחס מחלות רקע שונות כמו ישנם זנים עכברים זמין עם מחלות רלוונטיות קלינית12,13. בהתאם לכך, מאמר זה מתאר, בפירוט כיצד לבצע משטרת שיקאגו בעכברים. חמצן ופרמטרים והמודינמיקה בפיקוח צמוד לאחר מעצר עמוק בדרכי הנשימה, מחזור הדם.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

כל הניסויים בוצעו בדרישות החוק להגנת בעלי חיים גרמנית (TierSchG), אושרו על ידי ועדת רווחת בעלי חיים מקומיים (התחתון סקסוניה המדינה משרד הגנת הצרכן ובטיחות מזון, פרוטוקול TSA 14/1556). משקל מינימלי של העכבר מתאים מודל זה הוא 25 ג

1. הכנות ממושכות

הערה: כל הפרוצדורות מתבצעות בתנאים נקי, שאינו סטרילי, עם מכשירים בלוק.

  1. במקום 50-60 ס מ 8 ארוך פרופילן סיבים במקביל צינור חלול והתחבר עם מתאם T משני הצדדים. למלא את החלל בין הסיבים חלול הענף החיצוני של T-המתאם עם דבק.
    1. אפשר לפחות 24 h עבור הדבק להקשיח. תעצור את צינור סיליקון אל אתרי חיבור גזורה הסיבים חלול המשתרעת החוצה המתאם-T באמצעות מיקרוטום סטנדרטי של.
  2. להכניס מחט מתכת 27 G (מתוך branule 26 גרם) בצינורית פוליאוריתן 2 Fr. להשתמש בלהב כירורגי ולחזור מיקרו-מספריים תחת מיקרוסקופ (8-12 X הגדלה) כדי להפוך שלושה או ארבעה fenestrations של 0.15 סנטימטר כל בתוך השליש הדיסטלי של הצינורית כדי להבטיח אופטימלית ורידים זרימה.
    1. הסר הסמויה כאשר הושלמה. השתמש ספוגיות כותנה עמום, הכחשה של מבנים. להשתמש גזה מטליות (5 x 5 ס מ 2) כדי לספוג את עודפי הנוזלים כדי למנוע התייבשות רקמות.
  3. להכין את העוצמה לקרקע. להשלמת, להוסיף 30 IU של הפארין לכל mL הטרמה v פתרון ו- 2.5% / v של פתרון 8.4% של NaHCO 3 לאכסון. לאחסן את הפתרון הזה ב 4 ° C עד בשימוש.
  4. למלא את המעגל משטרת שיקאגו (קרי, משאבה, אוויר הצייד, צנור וקנולות שני) עם פתרון לקרקע µL 850 דרך בצינורית וורידית. מילא פעם אחת, לשמור את משטרת שיקאגו מחזורי עד החיה יהיה מוכן עבור תעלות.

2. הרדמה בעלי חיים

  1. כדי לנהל הרדמה, למקם את החיה תא אינדוקציה מתחת לגיל 2.5% v/v איזופלוריין/חמצן תערובת. לאשר הרדמה. ראויה על-ידי הערכת רפלקס הנסיגה פדלים הזנב קמצוץ רפלקס, רפלקס מצמוץ העין. החלת משחה בעין וטרינריים כדי למנוע יובש בעין.
  2. במקום החיה על כרית חימום עם תפקוד וויסות טמפרטורה. למדוד את חום הגוף עם מכשיר בדיקה רקטאלית ושדלת מחוברים למערכת רכישת נתונים.
  3. אחרי הרדמה מלאה מושגת, להנשים את orotracheally בעלי חיים באמצעות braunule פלסטיק של 20 גרם, הוספתו אורלית, דוחפים אותו לתוך קנה הנשימה תחת שליטה ויזואלית. התחל אוורור מכני באמצעות מכשיר אידוי של איזופלוריין מחובר העכבר מחובר. למכונת הנשמה. תלוי במשקל בעלי חיים, להתאים האיוורור כך מושגת בנפח של 250-350 µL.
  4. כדי להבטיח מלאה שיכוך כאבים, להזריק 5 מ"ג/ק"ג משקל גוף בעלי החיים carprofen subcutaneously. מומלץ כי ריכוז איזופלוריין להישמר בין 1.3-2.5% חמצן. ריכוז איזופלוריין עשוי להיות מותאם באופן ידני בהתאם השלב של ההליך-

3. ניתוחים

  1. לאחר צנרור והרדמה מלאה מושגת, לבצע חתך בעור קו האמצע בצוואר עם מספריים חדות בסדר להפריד בין השרירים בצורה בוטה, לחשוף את ומוחלף הנכון ואת העורק השמאלי. במהלך ההכנה, מצב של קרישת כלי שיט קטנים באמצעות של coagulator וטרינרי מחובר מלקחיים דו-קוטבי כדי להבטיח אובדן דם מזערית חסר.
  2. לאחר הכנה של כלי צוואר, cranially מאתרים ומפסיקים החלק הדיסטלי של העורק תרדמני נפוצות השמאלי כדי שלו נגע הסתעפות בעזרת תפרים משי 8-0-
  3. התחבר במהירות קשר לסוף דיסטלי בצינורית 27 G אל הצנרת תזרים העורקים באמצעות מחבר סיליקון (0.5 מ מ ID, 1 מ מ OD), מקום 8-0 בתפר משי להחליק על המקטע proximal של העורק, וכן הוספה קצה הצינורית לתוך העורק הראשי.
  4. לאחר מיקום נכון של קצה הצינורית, לקדם את הטיפ בצינורית כך זה מטילה 3-4 מ"מ הציר הקרוב עד לקשת אבי העורקים. לתקן את הטיפ בצינורית נאבטח עם קשרים משי 8-0-
  5. באמצעות השתלה מלקחיים ומספריים, לבצע ניתוח בוטה וחד, לחשוף ומוחלף על נכון על ידי הכנה בוטה של רוחבית לרקמת שריר שריר הצוואר, ליד עצם הבריח, ומניחים קשר ממשי של 8-0 בבית בקצה הדיסטלי של 8-0 לולאה בקצה הפרוקסימלית.
  6. לאחר מצדו של סוף דיסטלי של ומוחלף על, המקום קצה בצינורית וורידית ומוחלף נכון, התקדמות לקראת אטריום ימין ומאובטח באמצעות הקשר משי. על החזר ורידי אופטימלית, ייתכן צורך לקדם את הטיפ ורידים לתוך החדר הימני.
  7. פעם המיקום הנכון בצינורית מושגת, לבצע heparinization מערכתית על-ידי הוספת 2.5 IU של הפארין לגרם של bodyweight בבעלי חיים באמצעות הזרקה תוך ורידי ישירה לתוך ומוחלף על.
  8. לניטור לחץ פולשנית בזמן אמת, נקרר עורק הירך השמאלית. לחשוף את אזור המפשעה ולהפריד בעדינות עורק הירך משותפת מן הירך ווריד הירך עצב תחת הגדלה X 25.
    1. Ligate החלק הדיסטלי של עורק הירך. באופן זמני occlude החלק צינתור עם תגית-קשר, עושים חתך קטן בדופן הקדמי באמצעות מיקרו-מלקחיים.
    2. לאחר מכן, הכנס Fr 1 פוליאוריתן בצינורית לתוך עורק הירך ואבטח אותו עם משי 10-0 בתפר. בצינורית זה משמש כדי לחלץ דוגמיות דם עבור בדיקות גזים בדם.
  9. לאחר השמה מוצלחת של קנולות ובורידים, ליזום ריאה על-ידי הפעלת המשאבה. הזמן של צנרור ההתחלתי של משטרת שיקאגו הוא כ 45 דקות התחל באמצעות קצב זרימה של 0.5 mL/min, בהתאם ללחץ מערכתי מדידות להגביר זרימת הדם בתוך 2 דקות לזרימה מלאה (4-6 mL/min) על ידי הגדלת המהירות משאבת.
  10. תחת פיקוח מלא, לבצע sternotomy העליון באמצעות מספריים חדות החל מ. המנובריום והולכים 5 מ מ בכיוון סימטרית. מצב של קרישת חסר את הקצוות בחזה ובצלעות מיד כדי למנוע דימום. לחשוף את קשת אבי העורקים על ידי משיכת עורק התרדמה הימני לכיוון הגולגולת.
  11. בקרה אופטימלית, circumferentially בחינם את קשת אבי העורקים התימוס, הרקמה הסובבת כדי להקל על מחבר חובק למעקה. מקום 8-0 משי סיבובים סביב אבי העורקים. כדי למקם את המלחציים צלב על הלב, משוך הלולאה משי בכיוון הגולגולת כדי לחשוף יותר של אבי העורקים.

4. לב-ריאה וניתוח גז דם

  1. עבור בדיקות גזים בדם (הבי), השתמש זכוכית צינורות קפילר לאסוף דם עורקי µL 60-90 דרך הצנתר בעורק הירך.
    1. להשתמש במלחצת קטנים לאורך צינור סיליקון ולנתק את הצנרור של הקטטר. שחרור הלחץ לאט על המלחציים כדי לאפשר מילוי מבוקרת צינור קפילרי.
    2. לחבר צינור סיליקון כדי הצנתר. להכניס צינורות קפילר במנתח גז דם למדידות בנקודות זמן הבאים:
      10 דקות לאחר החניכה של משטרת שיקאגו עם אוורור (BGA1)
      לאחר 25 דקות של משטרת שיקאגו, 15 דקות של דום נשימה (BGA2)
      לאחר 40 דקות של משטרת שיקאגו, 30 דקות של דום נשימה (BGA3)
      לאחר 55 דקות של משטרת שיקאגו, 45 דקות של נשימה ו- 20 דקות של דום (BGA4)
  2. תחת זרם יציב משטרת שיקאגו, הקפד טה דום נשימה שעצרתם את האוורור.
  3. לאחר סיום של אוורור, משטח התחממות כדור הארץ מוגדר 28 ºC ולהתחיל את הגארדיאן קירור החיה לטמפרטורת הגוף ºC 28 במרחק 20 דקות הראשונות של דום נשימה באמצעות גזה ספוגה תמיסת מלח קר.
  4. ברגע טמפרטורת גוף של 28 ºC מושגת, ואחרי סך של 30 דקות של דום נשימה, לנהל mL 0.3 של 7.45% אשלגן כלורי פתרון לתוך המעגל משטרת שיקאגו ליזום הלב.
  5. עבור לחצות מחבר חובק למעקה של אבי העורקים, משוך את הלולאה משי הקודם שמוקם (שלב 3.10) בכיוון הגולגולת של חשיפה טובה יותר, במקום מלחציים מיקרו-serrefine על החלק העולה של אבי העורקים.
  6. לבצע סך של דום נשימה 60 דקות ו- 30 דקות של דום. הסר את המלחציים מיקרו-serrefine אבי העורקים ליזום פגיעה reperfusion של הלב. בו זמנית, מחדש לאוורר וחם החיה אל 37 מעלות צלזיוס.
  7. לאחר פגיעה reperfusion הושלמה, החיה הגיעה normothermia, לסיים את משטרת שיקאגו על-ידי כיבוי המשאבה ולהמשיך לעקוב אחר מדידות פיזיולוגיות (למשל חום הגוף, אק ג, לחץ דם פולשנית) במשך 20 דקות
  8. בסוף הניסוי, תדמם החיה בהרדמה מלאה (5% איזופלוריין) ולאסוף דם ואיברים נוספים ניתוח 14.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

פרוטוקול זה מתאר את מעגל זלוף, ניתוחים, וניטור של פרמטרים פיזיולוגיים במהלך משטרת שיקאגו של עכבר. כאשר מבוצעת על ידי microsurgeon מיומן בצורה הולמת, התוצאות בעקביות ובאופן reproducibly מתקבלים.

כדי לשמור על רקמות נאותה זלוף, הלחץ בעורקים רשע נשמרת תמיד בין 40 ל- 60 מ מ כספית על-ידי התאמת זרימת הדם משטרת שיקאגו והוספת נפח נוסף. בהתאם המשקל של החיה, מצב אמצעי האחסון, טמפרטורת הגוף, זרימת הדם extracorporal נשמר בין תיקון של אובדן נ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

. פיתחנו תפקוד מלא הרלוונטית קלינית מודל של משטרת שיקאגו בעכבר... עם יותר משלושים זני עכברים שיש מחלות לב וכלי דם, המודל שלנו יכול להיות נקודת התחלה לפיתוח פרוטוקולים פוטנציאליים חדשים הקשורים משטרת שיקאגו. יתר על כן, בשל שפע של ריאגנטים ספציפיים העכבר ועכברים נוק-אאוט, מודל זה רק לא נחליף את הדגם חולדה הנוכחית של משטרת שיקאגו אבל יקל על ניתוח המנגנונים המולקולריים המעורבים נזק לאיבר הקשורות משטרת שיקאגו. עד כה, משטרת שיקאגו לא הוחל בעכברים בשל אתגרים המיקרוכירורגית בטכניקה תעלות, כמו גם אתגרים טכניים, כולל הפיתוח של מיק...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין לחשוף.

תודות

המחברים לא תודות לך

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
SterofundinB.Braun Petzold GmbHPZN:8609189נפח תחול, 1:1 עם Tetraspan
Tetraspan 6% תמיסת HESB. Braun Melsungen AGPZN:05565416 נפח תחול, 1:1 עם Sterofundin
Heparin Natrium 25.000Ratiopharm GmbHPZN: 30298432.5 IU למ"ל תמיסת תחול
NaHCO3 8,4% תמיסהB. Braun Melsungen AGPZN: 15797753% בתמיסת תחול
KCL 7.45% תמיסהB. Braun Melsungen AGPZN: 24185770.1 מ"ל לקרדיופלגיה
קרפרופןZoetis Inc., ארה"בPZN:00289615 088591535 מ"ג/ק"ג/BW
1 Fr PU קטטרInstechlabs INC., ארה"בC10PU-MCA1301עורק צוואר
2 Fr PU קטטרInstechlabs INC., ארה"בC20PU-MJV1302וריד הצוואר
Vasofix צנתר בטיחות 20GB.Braun Medical4268113S-01אינטובציה orotracheal
8-0 תפר משי קלועAshaway Line & Twine Mfg. Co., ארה"ב75290ליגטורה
IsofluranePiramal טיפול קריטי Deutschland GmbHPZN:9714675נרקוזה
CLINITUBES נימי דםRadiomed GmbH51750132דגימת דם 60 - 95 מיקרוליטר
מספריים קפיציים - 6 מ"מ להביםFine Science Tools GmbH15020-15מכשירים
מספריים קפיציים - 2 מ"מ להביםFine Science כלים GmbH15000-03מכשירים
Halsted-Mosquito HemostatFine Science Tools GmbH13009-12מכשירים
Dumont #55 מלקחייםFine Science Tools GmbH11295-51מכשירים
Castroviejo מחזיק מחט מיקרו - 9 ס"מFine Science Tools GmbH12060-02מכשירים
Micro SerrefinesFine Science Tools GmbH18555-01מכשירים
בולדוג SerrefineFine Science Tools GmbH18050-28מכשירים
מאוורר MiniVent לעכברים (דגם 845)מכשיר הרווארד73-0044אוורור מכני
Isoflurane Vaporizer Drager 19.1Drä gerwerk AG & Co. KGaAהרדמה 1.3 - 2.5%
מכשיר לרכישת נתונים PowerLab 4/35ADInstruments Ltd, ניו זילנדPL3504לחץ פולשני, א.ק.ג, טמפרטורה
ABL 800 FlexRadiometer GmbHניתוח גזי דם
עכברי NMRIמעבדות צ'ארלס ריברCrl:NMRI(Han)זכר, 30 - 35 גרם, בן 12 שבועות, שוכן לפחות שבוע לפני הניסוי

מקורות

  1. Edmunds, L. Cardiopulmonary Bypass after 50 Years. N. Engl. J. Med. 351 (16), 1601-1603 (2004).
  2. Goto, T., Maekawa, K. Cerebral dysfunction after coronary artery bypass surgery. J. Anesth. 28 (2), 242-248 (2014).
  3. Uysal, S., Reich, D. L. Neurocognitive outcomes of cardiac surgery. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 27 (5), 958-971 (2013).
  4. Ballaux, P. K., Gourlay, T., Ratnatunga, C. P., Taylor, K. M. A literature review of cardiopulmonary bypass models for rats. Perfusion. 14 (6), 411-417 (1999).
  5. Jungwirth, B., de Lange, F. Animal models of cardiopulmonary bypass: development, applications, and impact. Semin. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 14 (2), 136-140 (2010).
  6. Günzinger, R., et al. A rat model of cardiopulmonary bypass with cardioplegic arrest and hemodynamic assessment by conductance catheter technique. Basic Res Cardiol. 102 (6), 508-517 (2007).
  7. Waterbury, T., Clark, T. J., Niles, S., Farivar, R. S. Rat model of cardiopulmonary bypass for deep hypothermic circulatory arrest. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 141 (6), 1549-1551 (2011).
  8. Schnoering, H., et al. A newly developed miniaturized heart-lung machine-expression of inflammation in a small animal model. Artif. Organs. 34 (11), 911-917 (2010).
  9. Kim, J., et al. The responses of tissues from the brain, heart, kidney, and liver to resuscitation following prolonged cardiac arrest by examining mitochondrial respiration in rats. Oxid. Med. Cell. Longev. 2016, (2016).
  10. Shappell, S. B., Gurpinar, T., Lechago, J., Suki, W. N., Truong, L. D. Chronic obstructive uropathy in severe combined immunodeficient (SCID) mice: lymphocyte infiltration is not required for progressive tubulointerstitial injury. J. Am. Soc. Nephrol. 9 (6), 1008-1017 (1998).
  11. Majzoub, J. A., Muglia, L. J. Knockout mice. N. Engl. J. Med. , 904-907 (1996).
  12. Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circ. Res. 111 (1), 131-150 (2012).
  13. 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. Cardiovasc. Pathol. 15 (6), 318-330 (2006).
  14. Iurascu-Gagea, M., Craig, S. Euthanasia and necropsy. The laboratory rabbit, guinea pig, hamster, and other rodents. Suckow, M. A., Stevens, K. A., Wilson, R. P. , Academic Press (Elsevier). 117-141 (2012).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

CPB
לב-ריאה במודל של עכברים: גישה מוזרה
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.