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

מאמר שיטה

מודל ריאה שחזור ללא עירוי או סוכנים Inotropic בחולדות

7.7K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/56986

⸱

23 במרץ 2018

 ,  ,  , 
1Department of Cardiovascular Surgery, Graduate School of Medicine, Kyoto University

במאמר זה

סיכום

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לתיאור מודל ריאה שחזור פשוטה ללא עירוי או סוכנים inotropic חולדה. דגם זה מאפשר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של לב-ריאה.

תקציר

לב-ריאה (משטרת שיקאגו) הוא חיוני בכירורגיה לב וכלי דם. למרות עידון דרמטי של משטרת שיקאגו טכניקה, התקנים, איברים רב סיבוכים הקשורים ממושך משטרת שיקאגו עדיין לסכן בתוצאה של ניתוחי לב וכלי דם, עלולה להחמיר לאחר הניתוח התחלואה והתמותה. מודלים בעלי חיים recapitulating על השימוש הקליני של משטרת שיקאגו לאפשר ההבהרה של התהליכים הקשורים pathophysiological להתרחש במהלך משטרת שיקאגו, וכדי להקל על מחקרים קליניים לפתח אסטרטגיות הגנה מפני סיבוכים אלה. מודלים משטרת שיקאגו עכברים הם יתרון בשל שלהם משתלמת יותר והתהליכים נוח, שופע שיטות בדיקה-גנטי או רמות החלבון, עקביות גנטי. הם יכולים לשמש עבור חוקרים את הפעלת המערכת החיסונית ואת סינתזה של ציטוקינים proinflammatory, המחמאה ההפעלה ייצור של רדיקלים חופשיים של חמצן. הדגמים עכברוש מעודן, בהדרגה תפסה את המקום של מודלים חיה. כאן נתאר מודל משטרת שיקאגו פשוט ללא עירוי ו/או סוכנים inotropic חולדה. דגם שחזור זה מאפשר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של משטרת שיקאגו.

מבוא

בשנת 1953, ד ר ג'ון ה' גיבון ג'וניור בהצלחה את הניתוח הראשון לב באמצעות משטרת שיקאגו1, לאחר מכן הפך מודאליות חיוני בכירורגיה לב וכלי דם. בעוד טכניקות וההתקנים היה מעודן באופן דרמטי, איברים רב סיבוכים הקשורים משטרת שיקאגו עדיין לסכן בתוצאה של ניתוחי לב וכלי דם, עשויים להשפיע על תחלואה ותמותה לאחר הניתוח2. נזק לאיברי הקשורות משטרת שיקאגו נגרמת על ידי הפעלת מערכת החיסון, סינתזה של ציטוקינים proinflammatory, המחמאה ההפעלה ייצור של רדיקלים חופשיים של חמצן2. פתופסיולוגיה שלה, עם זאת, יש לא היה מלא מבואר.

מודלים בעלי חיים recapitulating על השימוש הקליני של משטרת שיקאגו לאפשר ההבהרה של התהליכים הקשורים pathophysiological במהלך ואחרי משטרת שיקאגו; זה יכול להקל על מחקרים קליניים בפיתוח אסטרטגיות כדי להימנע מסיבוכים אלו. מאז Popovic et al. דיווח עכברוש משטרת שיקאגו מודל 19673, עכברוש משטרת שיקאגו דגמים מעודנים, בהדרגה תפסה את המקום של חיה גדולה מודלים משתלמת יותר, נוח והתהליכים וכתוצאה שפע של בדיקות שיטות גנטיות ו רמות חלבון. בנוסף, חולדות המפגרים יכול להיות זהים מבחינה גנטית, צמצום הטיות ביולוגיים אפשריים.

Fabre ואח. תחילה הוקם דגם שחזור שמותר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של משטרת שיקאגו4. היתרונות של מודל זה הישרדות פשוטים הם גמישות (משטרת שיקאגו זרימה ומשך זמן), תנאי הכרחי יציב, הפארמצבטית ב דלקת מערכתית. עכברוש משטרת שיקאגו מודלים הפכו חיוני לחקירה של אסטרטגיות טיפוליות שמטרתן למנוע פגיעה איברים רב במהלך משטרת שיקאגו5, ו לאחרונה פותחו מודלים שונים כדי לדמות את המצבים הקליניים במהלך משטרת שיקאגו. דה לנגה ואח. פיתח מודל דום, אשר יכול לשמש כדי לאפיין את התגובות אנזימטיות, גנטי, היסטולוגית הקשורים פציעת שריר הלב7. פיטרס ואח. לארגן אוטם שריר הלב, פגיעה reperfusion מבוקרת באמצעות מודל משטרת שיקאגו ולמחקר לנתח שחוסר תפקוד הלב דרך מוקד איסכמיה פציעה פגיעה reperfusion8. Jungwirth et al. תחילה הקימה מודל מעצר עמוק בהיפותרמיה במחזור הדם (DHCA), המבהירות יכול איסכמיה גלובלית ופציעות פגיעה reperfusion DHCA ותומך אפשריות neuroprotective אסטרטגיות6. מחקרים באמצעות DHCA לחקור את ההשפעה של היפותרמיה, פגיעה reperfusion, ו/או המופעלות המוליזה איתות האירועים9. היפותרמיה עמוק עשוי להשפיע על ההפעלה של איון של אנזימים שונים ולהישאר משעולים, המנגנונים לא ידוע10. מצד שני, מודלים דום לב או מודלים איסכמיה לב יש להשתמש כדי לחקור איסכמיה ופציעות הלב פגיעה reperfusion. אלה-משטרת שיקאגו מודלים שונים החולדה, זה מאוד לסכם משטרת שיקאגו אנושי עלול לחשוף תהליכים פתולוגיים הקשורים משטרת שיקאגו ולעזור להפחית סיבוכים הקשורים משטרת שיקאגו.

פרוטוקול זה מדגים מודל משטרת שיקאגו פשוט ללא עירוי או סוכנים inotropic חולדה. דגם זה מאפשר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של משטרת שיקאגו.

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

פרוטוקול

לפני הניסוי, כל העכברושים צריך להינתן שבוע להתאקלם. כל הניתוחים על בעלי חיים צריכה להתבצע על פי המדריך את הטיפול, השימוש של חיות מעבדה (www.nap.edu/catalog/5140.html) או מנחים מתאימים אחרים. פרוטוקולים צריך להיות מאושר על ידי ועדת רווחת בעלי חיים-המוסד המתאים לפני שתמשיך. כל ההליכים הבאים חייב להתבצע בתנאים אספטי.

1. הכנת מעגל משטרת שיקאגו

הערה: ללבוש ציוד מגן אישי כולל כפפות, משקפי שמש, ואת המעיל נקי או שמלת חד פעמיות.

  1. הקמה של מעגל משטרת שיקאגו
    1. מחברים צינורות פוליוויניל כלוריד עם מאגר ורידים, מעוצבות מראש עבור מעגל משטרת שיקאגו, ו oxygenator ממברנה neonatal שונה כפי שמוצג באיור1. ודא שכל החיבורים לוחצים לא ידלוף מים.
    2. הגדר מעגל משטרת שיקאגו למכשיר משאבת רולר על פי הפרוטוקולים של היצרן.
    3. לשמור על המשאבה רולר על שולחן גובהו ולהתאים את גובה 10 ס מ מתחת השולחן ניסיוני של הטבלה.
  2. הטרמה של מעגל משטרת שיקאגו
    1. מיקס 12 מ של פתרון עמילן hydroxyethyl עם 0.1 מ"ל של הפארין ו- 0.5 מ של 7% סודיום ביקרבונט פתרון עבור הטרמה משטרת שיקאגו במעגל.
    2. פריים המעגל 11 מ של הפתרון לקרקע, עם רולר המשאבה מסתובב בעדינות. מכניסים מחט אוורור בקוטר 18 המאגר עבור אוורור אוויר.
    3. פגע oxygenator את קרום מספר פעמים deair, עם הטיה של oxygenator. האוויר בטח יהיו מטושטשים לחלוטין כדי למנוע. תסחיף אוויר חמצון לא מספיקות. במהלך לקרקע המעגל, מחממים את המעגל על ידי מנורת חום חשמליים על המאגר.

2. הליך לפני משטרת שיקאגו

הערה: דימומים וההתקנים צריכים להיות נקיים על ידי 70% אלכוהול או תרכובת אמוניום רביעון לפני השימוש

  1. הגדרת בעלי חיים והרדמה
    1. עזים ומתנגד חולדה עם שאיפת אוויר מעורב איזופלוריין 3.0% מכשיר אידוי. להגדיר את החולדה על דוכן עבודה, להנשים בצינורית 16-מד לתוך קנה הנשימה. בצע את הנחיות טיפול בבעלי חיים מקומיים לגבי כאבים מינון ותדירות (למשל
      . הבופרנורפין 0.005 מ"ג/ק"ג ספורטינג)
      הערה: חולדות חייב להיות בהרדמה עמוקה, מאבדים רפלקסים. הנשימה צריך להיות קצבית אבל לא ייעצר.
    2. להעביר את החולדה שולחן הניתוחים מצויד עם רכיב pad חימום חשמלי. להתחיל את אוורור מכני עם 8 mL/kg של נפח, קצב הנשימה של מחזורי 70/min, 30% חמצן בהשראת שבר בפיקוח חיישן חמצן.
    3. לשמור על ההרדמה עם איזופלוריין 1.5-2.0%, ועם ממשל נוספים של קטמין/חריגות השירותים הווטרינריים-חניכה משטרת שיקאגו.
    4. לפקח על הטמפרטורה פי הטבעת באמצעות המכשיר רקטלי. לשמור על טמפרטורת הגוף normothermic של 37 ° C על ידי התאמת הטמפרטורה של משטח חום, הצבת המעגל על מנורת החימום.
    5. הגדר את החולדה במצב פרקדן ולמתוח את ארבעת הגפיים על ידי תיקון עם מחטים. לנטר את קצב הלב על-ידי הגדרת את המחט אלקטרודה אק ג כתף דו צדדיים, הבטן השמאלית. מקום עם גזה או להחיל משחה אופטלמולוגיות לעיניים למניעת יובש.
  2. תעלות
    1. לאחר חיטוי פני השטח של כל הגוף על-ידי sprayingby ריסוס 70% אתנול או פתרון אחר חומר מחטא, לגלח את השיער על ידי סכין גילוח על אזור צוואר הרחם נכון והאזור מפשעי הדו-צדדיים. הרדמה מקומית (כגון לידוקאין) אמור לשמש לפני ביצוע החתך בעור. הערה: כפי חלופית, קרצוף כירורגי של החתך יכול לשמש במקום כל הגוף תרסיס של אתנול 70% כדי למנוע ירידת טמפרטורת הגוף.
    2. פצעים וחתכים בעור (כ 5 מ מ)-אזורים מפשעי הדו-צדדיים והאזור הצווארי נכון על ידי מספריים ומנתחים בפשטות את הרקמות לחשוף את עורק הירך הראשי. להפריד את העורק בקפידה הווריד, עצבים סמוכים. מאתרים ומפסיקים בסוף עורק הירך משותפת על ידי משי וחשיפה 4-0 על ידי מתח.
    3. הקיר עורקי (כ 1 מ מ) של עורק הירך ממש נפוץ על ידי מספריים מיקרו בכיוון אנכי כדי העורק, גזורה בקפידה נקרר 24-מד תוך ורידי צנתר מן החתך לעומק של 1 ס מ עבור ניטור מערכתית עורקי הלחץ וניתוח לחץ חלקי של גזים בדם עורקי.
    4. לנהל הפארין נתרן (500 IU/ק ג) של הקטטר.
    5. בצע את שלבים 2.2.2 ו 2.2.3 כדי נקרר צנתר תוך ורידי 24-מד לתוך עורק הירך השמאלי נפוץ כמו קו אינפוזיה עורקי על המעגל משטרת שיקאגו.
    6. הכנס angiocatheter דיזה מרובת של 17-מד נכון הפנימי, ווריד הצוואר ולקדם אותו לתוך העלייה הימנית ואת הכלילי (IVC). אל תדחוף את הצנתר בערך כמו הכלי ניתן לשבור בקלות. לחבר את הצנתר המעגל משטרת שיקאגו ניקוז ורידי.
    7. מכסים כל אזור cannulated עם גזה לחות כדי למנוע זיהום.

3. הליך במהלך משטרת שיקאגו

  1. לספק גז חמצן 100% oxygenator ב 0.8 L/דקה במהלך משטרת שיקאגו ולא להקטין את קצב הנשימה כדי 30 מחזורים/min. לחץ חלקי חמצן עורקי נדרש מ- 200-400 מ מ כספית.
  2. בתחילתו של משטרת שיקאגו, להגדיל את הגדרת טמפרטורת משטח חום מרבית, 42 ° C, להקל על ירידה מיידית של טמפרטורת הגוף לאחר החניכה משטרת שיקאגו. להתאים את טמפרטורת הגדרה ל- 37 ° C כאשר טמפרטורת הגוף חוזר אל 36 מעלות צלזיוס.
  3. בזהירות להתחיל את זרימת משטרת שיקאגו, לפקוח עין על נפח הדם בתוך המאגר. המאגר ריק עלול לגרום תסחיף אוויר. אם נפח הדם במאגר המים יורדת, תוריד את זרימת משאבת על-ידי כוונון גובה השולחן, או לשנות את מיקום הצנתר ניקוז. לא ולמקם מחדש את הצנתר ניקוז ורידי, אשר יכול בקלות לגרום לחירור אטריום ימין ו/או הפרעה בקצב הלב.
  4. להגדיל ולשמור את זרימת משאבת-100 מ"ל/ק"ג/דקה, בזמן לחץ הדם הממוצע נשמר ב- 70 מ מ כספית. כאשר לחץ הדם המתאים נשמר, נפח קטן לפחות 1 מ"ל במאגר המים מקובל. אם יש פחות מ 1 מ"ל של הדם בתוך המאגר, הוא עלול לגרום סבל מתסחיף אוויר באיברים.
  5. אם לחץ הדם לא יציב, להוסיף 2-3 מ"ל של הפתרון לקרקע המעגל (עלול לגרום לאנמיה לאחר משטרת שיקאגו).

4. נוהל לאחר משטרת שיקאגו

  1. מהדק צינור ניקוז ורידי ומסירים אותו המעגל. להשרות את הדם הנותרים במעגל בהדרגה אל העורק כדי לשמור על לחץ הדם.
  2. להגביר את קצב הנשימה כדי 70 מחזורים/min.
  3. להסיר את הצנתר ניקוז ורידי את צנתר עורקי השמאלית, ואז מאתרים ומפסיקים את כלי הקיבול לקרע, באתר.
  4. הסר את העורק של עורק הירך נכון 60 דקות לאחר תום משטרת שיקאגו.
  5. נקי כל פצע עם תמיסת מלח, לסגור את הפצע עם תפרים.
  6. סיום ההרדמה, מוציא את הטובוס הצינור intratracheal לאחר בדיקת הנשימה הספונטנית של החיה.
  7. לנהל ומחוממת נוזלים מול סטרילי והשתמש מנורת החימום החשמלי והתכרבלו על הרצפה עם חום כדי לחמם את החיות. ובידקו את התנאים של החיה לעתים קרובות עד ההתאוששות מן ההרדמה. לספק תמיכה הנשימה בעת הצורך. הערה: החיה יתחיל לזוז, מקור החום יש להסיר חלק של הכלוב כדי לאפשר את החיה לבחור את הצד החם או מגניב.
  8. שמור את החיה מלבד החברה של בעלי חיים אחרים עד הנשימה חוזר באופן מלא. לא תחזיר את החיה לחברה עד החלמה מלאה.
  9. בדוק את צריכת מזון ומים לאחר ההתאוששות מן ההרדמה, מספקים תמיכה תזונתית מתאימה. לנהל משככי כאבים, לבדוק סימני אי נוחות או כאב.

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

תוצאות

איור 1 מציג את המעגל כולו משטרת שיקאגו. המשתנים הפיזיולוגיים במודל זה מוצגים באיור 2, כוללים טמפרטורה רקטלית, לחץ דם עורקי, ואת קצב הלב. איור 3 מראה הניתוחים גזים בדם בזמן משטרת שיקאגו, כולל לחץ חלקי של חמצן עורקי, לחץ חלקי של עורקי פחמן דו-חמצני, המטוקריט, עודף בסיס, סרום ביטוי של אשלגן, ואת הפוטנציאל של מימן. לאורך כל התהליך, קצב הלב ואת לחץ הדם בעורק רשע היו יציבים. טמפרטורה רקטלית, המטוקריט ירד ב...

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

דיון

במודל משטרת שיקאגו זה עכברוש ', רמות ביטוי סרום ובריאות של ציטוקינים דלקתיים ו- HMGB-1, גורם שעתוק מפתח המסדיר את תגובות דלקתיות, גדל באופן דרמטי לאחר משטרת שיקאגו. מחקרים קליניים קודמים הראו כי הפרשה סרום של רמת HMGB-1 הוא גבוה בחולים שעברו ניתוח לב וכלי דם11, רמת HMGB-1 סרום שיא במהלך משטרת שיקאגו הייתה קשורה עם תסמונת תגובה דלקתית מערכתית חמורה יותר ליקוי חמצון הריאות אחרי משטרת שיקאגו12. בנוסף, הסרום רמת HMGB-1 היא סמן עצמאית לחזות נמרץ התמותה בחולים עם דלקת ריאות חמורה...

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

גילויים

כל המחברים אין לחשוף בנוגע לתמיכה מסחרית.

תודות

הערכה מורחב ד ר טי טאקי, ר מ Funamoto לתמיכה טכנית שלהם.

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

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מאוורר מכרסמים 7025Ugo Basile7025מאוורר
OxiQuant BENVITEC46-00-0023חיישן חמצן
CMA 450 בקר טמפרטורהCMA8003759בקר טמפרטורה
CMA 450 כרית חימוםCMA8003763
CMA 450 בדיקה רקטליתCMA8003761
DIN (8) ל מתמר BP חד פעמיADInstrumentsMLAC06
מתמר BP חד פעמיADinstrumentsMLT0670
IX-214 מקליט נתוניםiWorx SystemsIWX-214מגבר
LabScribe תוכנתiWorx Systems
משאבת רולרFurue Scienceדגם RP-VTמשאבת
Happy CathMedikitEB 19G 4HCLs PP17-gauge multiorifice angiocatheter
SURFLO ETFE I.V. קטטרTerumoSR-OX2419CAאנגיוקטטר 24 מד
מחמצןMeraHPO-002
מעגל CPBMeraבהתאמה
Fresenius Kabi3319547A4035עמילן הידרוקסיאתיל
תמיסת נוזל Hespander אישית

מקורות

  1. Gibbon, J. H. Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery. Minn Med. 37 (3), 171-185 (1954).
  2. Apostolakis, E., Filos, K. S., Koletsis, E., Dougenis, D. Lung dysfunction following cardiopulmonary bypass. J Cardiac Surg. 25 (1), 47-55 (2010).
  3. Popovic, P., Horecky, J., Popovic, V. P. Instrumental responses in rats after hypothermic cardiopulmonary by-pass. P Soc Exp Biol Med. 126 (1), 225-228 (1967).
  4. Fabre, O., et al. A recovery model of partial cardiopulmonary bypass in the rat. Perfusion. 16 (3), 215-220 (2001).
  5. Hirao, S., Masumoto, H., Minatoya, K. Rat cardiopulmonary bypass models to Investigate multi-organ injury. Clin Surg. 2, 1-6 (2017).
  6. Jungwirth, B., et al. Neurologic outcome after cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest in rats: description of a new model. J Thorac Cardiov Sur. 131 (4), 805-812 (2006).
  7. de Lange, F., Yoshitani, K., Podgoreanu, M. V., Grocott, H. P., Mackensen, G. B. A novel survival model of cardioplegic arrest and cardiopulmonary bypass in rats: a methodology paper. J Cardiothorac Surg. 3, 51(2008).
  8. Peters, S., et al. An experimental model of myocardial infarction and controlled reperfusion using a miniaturized cardiopulmonary bypass in rats. Interact Cardiovasc Th. 19 (4), 561-564 (2014).
  9. Engels, M., et al. A cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest rat model for the investigation of the systemic inflammation response and induced organ damage. J Inflamm. 11 (26), (2014).
  10. Pinto, A., et al. The extracellular isoform of superoxide dismutase has a significant impact on cardiovascular ischaemia and reperfusion injury during cardiopulmonary bypass. Eur J Cardio-Thorac. 50 (6), 1035-1044 (2016).
  11. Zhang, Z., Wu, Y., Zhao, Y., Xiao, X., Liu, J., Zhou, X. Dynamic changes in HMGB1 levels correlate with inflammatory responses during cardiopulmonary bypass. Exp Ther Med. 5 (5), 1523-1527 (2013).
  12. Kohno, T., et al. Impact of serum high-mobility group box 1 protein elevation on oxygenation impairment after thoracic aortic aneurysm repair. Heart Vessels. 26 (3), 306-312 (2011).
  13. Tseng, C. C., et al. Impact of serum biomarkers and clinical factors on intensive care unit mortality and 6-month outcome in relatively healthy patients with severe pneumonia and acute respiratory distress syndrome. Dis Markers. 2014, (2014).
  14. Paparella, D., Yau, T. M., Young, E. Cardiopulmonary bypass induced inflammation: pathophysiology and treatment. An update. Eur J Cardio-Thorac. 21 (2), 232-244 (2002).
  15. Hirao, S., et al. Recombinant human soluble thrombomodulin prevents acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiov Sur. , In Press. (2017).
  16. Yamazaki, S., Inamori, S., Nakatani, T., Suga, M. Activated protein C attenuates cardiopulmonary bypass-induced acute lung injury through the regulation of neutrophil activation. J Thorac Cardiov Sur. 141 (5), 1246-1252 (2011).
  17. Wang, C. T., Zhang, L., Wu, H. W., Wei, L., Xu, B., Li, D. M. Doxycycline attenuates acute lung injury following cardiopulmonary bypass: involvement of matrix metalloproteinases. Int J Clin Exp Patho. 7 (11), 7460-7468 (2014).
  18. Liu, K., et al. Curcumin attenuates cardiopulmonary bypass-induced lung oxidative damage in rats. J Cardiovasc Pharm T. 17 (4), 395-402 (2012).
  19. Taki, T., et al. Fetal mesenchymal stem cells ameliorate acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiov S. 153 (3), 726-734 (2017).
  20. Zhu, X., et al. Establishment of a novel rat model without blood priming during normothermic cardiopulmonary bypass. Perfusion. 29, 63-69 (2014).
  21. Inoue, K., et al. Deep anesthesia worsens outcome of rats with inflammatory responses. Inflamm Res. 65 (7), 563-571 (2016).
  22. Bradfield, J. F., Schachtman, T. R., McLaughlin, R. M., Steffen, E. K. Behavioral and physiologic effects of inapparent wound infection in rats. Lab Anim Sci. 42 (6), 572-578 (1992).

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

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

CPB
מודל ריאה שחזור ללא עירוי או סוכנים Inotropic בחולדות
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.