מודל ניתוחי בעכבר ליצירת פגיעה באיסכמיה של הריאה השמאלית (IR) תוך שמירה על אוורור והימנעות מהיפוקסיה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מודל ניתוחי בעכבר ליצירת פגיעה באיסכמיה של הריאה השמאלית (IR) תוך שמירה על אוורור והימנעות מהיפוקסיה.
פגיעה באיסכמיה רפרפוזיה (IR) נובעת לעתים קרובות מתהליכים הכוללים תקופה חולפת של הפסקת זרימת הדם. בריאה, IR מבודד מאפשר את המחקר הניסיוני של תהליך ספציפי זה עם אוורור מתמשך alveolar, ובכך למנוע את התהליכים המזיקים המורכבים של היפוקסיה ו atelectasis. בהקשר הקליני, פגיעה באיסכמיה רפרפוזיה של הריאות (הידועה גם בשם ריאה IRI או LIRI) נגרמת על ידי תהליכים רבים, כולל אך לא מוגבל לתסחיף ריאתי, טראומה דימומית שעברה החייאה והשתלת ריאות. קיימות כיום אפשרויות טיפול יעילות מוגבלות עבור LIRI. כאן, אנו מציגים מודל כירורגי הפיך של IR ריאה הכולל אינטובציה אורוטרכאלית ראשונה ואחריה איסכמיה חד-צדדית של הריאה השמאלית ו- reperfusion עם אוורור alveolar משומר או חילופי גזים. עכברים עוברים כריתת בית חזה שמאלית, שדרכה עורק הריאה השמאלי נחשף, מדומה, מבודד ודחוס באמצעות החלקה הפיכה. לאחר מכן החתך הניתוחי נסגר במהלך התקופה האיסכמית, ובעל החיים מתעורר ומופקר. כאשר העכבר נושם באופן ספונטני, reperfusion נוצר על ידי שחרור החלקה סביב עורק הריאה. מודל הישרדות רלוונטי מבחינה קלינית זה מאפשר הערכה של פגיעה ב-IR של הריאה, שלב הרזולוציה, השפעות במורד הזרם על תפקוד הריאות, כמו גם מודלים של שתי פגיעות המערבות דלקת ריאות ניסיונית. למרות שהוא מאתגר מבחינה טכנית, ניתן לשלוט במודל זה במשך מספר שבועות עד חודשים עם שיעור הישרדות או הצלחה בסופו של דבר של 80%-90%.
פגיעה באיסכמיה רפרפוזיה (IR) יכולה להתרחש כאשר זרימת הדם משוחזרת למיטת איברים או רקמות לאחר תקופה מסוימת של הפרעה. בריאה, IR יכול להתרחש בבידוד או בשיתוף עם תהליכים מזיקים אחרים כגון זיהום, היפוקסיה, atelectasis, volutrauma (מנפחי גאות גבוהים במהלך אוורור מכני), barotrauma (שיא גבוה או לחצים מתמשכים במהלך אוורור מכני), או קהה (לא חודר) פגיעה חבלת ריאות 1,2,3 . קיימים מספר פערים בידע שלנו על המנגנונים של LIRI ועל ההשפעה של תהליכים מקבילים (למשל, זיהום) על תוצאות LIRI, וגם אפשרויות הטיפול ב-LIRI מוגבלות. מודל in vivo של LIRI טהור נדרש כדי לזהות את הפתופיזיולוגיה של פגיעה IR ריאה בבידוד ולחקור את תרומתו לכל תהליך מרובה פגיעות שבו פגיעה ריאה היא מרכיב.
ניתן להשתמש במודלים של IR ריאה מורין כדי לחקור את הפתופיזיולוגיה הספציפית לריאות של תהליכים מרובים, כולל השתלת ריאות3, תסחיף ריאתי4, ופגיעה בריאות בעקבות טראומה דימומית עם החייאה5. מודלים המשמשים כיום כוללים השתלת ריאות כירורגית6, הידוק הילאר7, ex vivo ריאה perfusion8, וריאה מאווררת IR9. כאן, אנו מספקים פרוטוקול מפורט עבור מודל IR ריאה מאוורר של מורין של פגיעה ריאתית סטרילית. ישנם יתרונות רבים לגישה זו (איור 2), כולל העובדה שהיא משרה היפוקסיה מינימלית ואטלקטזיס מינימלי, וזהו מודל ניתוחי הישרדות המאפשר מחקרים ארוכי טווח.
הסיבות לבחור בדגם זה של LIRI על פני דגמים אחרים כגון הידוק הילאר ומודלים של פרפוזיה ex vivo הן כדלקמן: מודל זה ממזער את התרומות הדלקתיות של אטלקטזיס, אוורור מכני והיפוקסיה; הוא משמר אוורור מחזורי; הוא שומר על מערכת חיסונית במחזור הדם in vivo שלמה שיכולה להגיב לפגיעה ב-IR; ולבסוף, כהליך הישרדותי, הוא מאפשר ניתוח ארוך טווח של המנגנונים של יצירת פציעות משניות (מודלים של 2 פגיעות) ופתרון פציעות. באופן כללי, אנו מאמינים שמודל IR ריאות מאוורר זה מספק את הצורה "הטהורה" ביותר של פגיעת IR שניתן לחקור בניסוי.
פרסומים אחרים תיארו את השימוש באינטובציה אורו-טרכאלית של עכברים לביצוע הזרקות IT או התקנות10,11, אך לא כנקודת המוצא לניתוח הישרדות כפי שהוא במודל זה. המיקום של צינור אורוטרכאלי מאפשר ביצוע של ניתוח ריאות על ידי מתן אפשרות לקריסת הריאה הניתוחית. זה גם מאפשר reinflation של הריאה בסוף ההליך, אשר קריטי עבור pneumothorax ועל היכולת של העכבר לחזור אוורור ספונטני בסיום ההליכים. לבסוף, הסרת הצינור האורוטרכאלי המאובטח היא הליך פשוט, שבניגוד לטרכאוטומיה פולשנית, תואם לניתוח הישרדות. זה מאפשר מחקרים ארוכי טווח המתמקדים בהבנת ההתקדמות והפתרון של LIRI והפרעות נלוות, כמו גם יצירת מודלים של פציעות כרוניות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הנהלים והשלבים המתוארים להלן אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו. ניתן להשתמש בכל זן עכבר, אם כי לחלק מהזנים יש תגובה דלקתית IR ריאה חזקה יותר בהשוואה לאחרים12. עכברים שגילם כ-12-15 שבועות (30-40 גרם) או מבוגרים יותר סובלים ושורדים את ניתוח ה-IR הריאה טוב יותר מעכברים צעירים יותר. עכברים זכרים ונקבות כאחד יכולים לשמש לניתוחים אלה.
1. פרוטוקול אינטובציה של עכבר
2. פרוטוקול ניתוח איסכמיה ריאה ורפרפוזיה (IR)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דלקת שנוצרת כתוצאה מפגיעה חד-צדדית באיסכמיה סטרילית של הריאות הסטריליות (IR): לאחר שעה אחת של איסכמיה, ראינו רמות גבוהות יותר של ציטוקינים בסרום ובתוך רקמת הריאה הן על ידי ELISA והן על ידי qRT-PCR שהגיעו לשיא של שעה לאחר רפרפוזיה וחזרו במהירות לנקודת ההתחלה תוך 12-24 שעות לאחר רפרפוזיה13. עבור דגימות שנאספו ב-3 שעות לאחר רפרפוזיה, צפינו בחדירת נויטרופילים אינטנסיבית לתוך רקמת הריאה השמאלית וציינו שעוצמת הדלקת הייתה תלויה בזן של העכבר שבו נעשה שימוש (איור 1). יש לציין ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כתב יד זה מפרט את השלבים הכרוכים בביצוע מודל IR הריאה המאווררת שפותח על ידי Dodd-o et al.9. מודל זה סייע לזהות מסלולים מולקולריים המעורבים ביצירה ובפתרון של דלקת מ-IR ריאה בבידוד 14,15,16,17, IR ריאה בשילוב עם זיהום קיים 18, ו-IR ריאה ביחס לציר המעיים-ריאה ותרומת מיקרוביום המעי13,18,19
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
עבודה זו מומנה על ידי תמיכה מחלקתית ממחלקת ההרדמה והטיפול הפריאופרטיבי, אוניברסיטת קליפורניה סן פרנסיסקו ובית החולים הכללי של סן פרנסיסקו, כמו גם על ידי פרס NIH R01 (ל- AP): 1R01HL146753.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>ציוד | |||
| צינור אור סיבים אופטיים | Cole-Parmer | UX-41720-65 | צינור אור סיבים |
| אופטיים מקור אור סיבים אופטיים | AmScope | מק"ט: CL-HL250-B | מקור אור לאורות סיבים אופטיים |
| Germinator 500 | Cell Point Scientific, Inc. | No.5-1450 | כרית חימום מעקר חרוזים |
| AIMS | 14-370-223 | אפשרות חלופית | |
| ערכות טיפוח ליתיום.יון (קוצץ שיער) | מוצרים ביתיים WAHL | מק"ט 09854-600B | להסרת שיער עכבר באתר הניתוח |
| מיקרוסקופ | Nikon | SMZ-10 | אפשרויות חדשות אחרות זמינות באתר החברה |
| הנשמה MiniVent | Havard | 845 | מאוורר עכבר |
| מנקה אולטרסאונד | Cole-Parmer | UX-08895-05 | כלים נקיים ששימשו בפעולה |
| כרית חימום | Kent Scientific | RT-0501 | כדי לשמור על חום העכבר בזמן ההתאוששות מניתוח |
| משקל | משקל Cole-Parmer | UX-11003-41 | משקל שקילה |
| <חזק>כלי ניתוח | |||
| 4-0 תפר משי | Ethicon | 683G | לסגירת שכבת שריר |
| 7-0 Prolene Seture | Ethicon Industry | EP8734H | שימוש ליצירת קשר החלקה של עורק הריאה השמאלי |
| Bard-Parker (11) אזמל (להב כירורגי מפלדת פחמן צלעות אחורית, סטרילי, לשימוש חד פעמי) | 372611 כירורגי אספן | לכניסה לחלל בית החזה (אפשרות 1) | |
| Bard-Parker (12) אזמל | אספן כירורגי | 372612 | לכניסה לחלל בית החזה (אפשרות 2) |
| מלקחיים עדינים במיוחד FST | 11150-10 | מלקחיים להחזקת שרירים/צלעות | |
| מערכת נסיגה מגנטית מקבע | FST | 1. לוחית בסיס (מס' 18200-03) 2. מקבעים (מס' 18200-01) 3. מחזירים (מס' 18200-05 עד 18200-12) 4. אלסטומר (מס' 18200-07) 5. מפסק (No.18200-08) | מערכת נסיגה של בעלי חיים |
| קטנים מונוject מחט היפודרמית סטנדרטית | COVIDIEN | 05-561-20 | למתן תרופות IP |
| מלקחיים דפוס צר | FST | 11002-12 | מלקחיים בגובה העור |
| מחזיק מחט/נהג מחט | FST | 12565-14 | להחזקת |
| מחטים | מחטים BD | 305110 | מחט 26 מד להחצנת קשר החלקה (גם מחט 24 או 26 מד בסדר) |
| PA / מלקחיים מרחיבי כלי | FST | 00125-11 | להחזיק PA; מספריים אחיזה לא מזיקים |
| FST | 14060-09 | משמש לחתך וחיתוך לתוך ניתוח הדחיפה של שכבת השרירים | |
| אולטרה עדין Dumont מיקרו מלקחיים | FST | 11295-10 (מלקחיים Dumont #5, קצה ביולוגיה, ממד קצה: 0.05*0.02 מ"מ, 11 ס"מ) | למעבר במרווח שבין עורק הריאה השמאלי לסימפונות |
| <חזק>ריאגנטים | |||
| 0.25% Bupivacaine | Hospira, Inc. | 0409-1159-02 | משכך כאבים מקומי המשמש במהלך סגירת פצע כירורגי |
| Avertin (2,2,2-Tribromoethanol) | Sigma-Aldrich | T48402-25G | חומר הרדמה, המשמש להרדמת העכבר לניתוח IR, הריכוז המשמש בניתוחי IR הוא 250-400 מ"ג/ק"ג. |
| Buprenorphine | Covetrus North America | 59122 | משכך כאבים: הריכוז המשמש לניתוח הוא 0.05-0.1 מ"ג/ק"ג |
| חומר סיכה לעיניים | BAUSCH + LOMB | מרגיע משחת עיניים | מקלה על יובש בעין |
| פובידון-יוד 10% תמיסה | MEDLINE INDUSTRIES INC | SKU MDS093944H (2 FL OZ, חומר חיטוי מקומי) | נוזל מקומי המיושם לחיטוי יעיל לעזרה ראשונה יעילה בתחילת הניתוח |
| <חזק>חומרים | |||
| מותג אלכוהול | BD | BD 326895 | לעיקור אזור הזרקה וניתוח |
| סרט פלסטי | KIRKLAND | Stretch-Tite פרימיום | אלטרנטיבה לכיסוי השדה הכירורגי המעוקר (חסכוני יותר) |
| וילונות כירורגיים למכרסמים | Stoelting | 50981 | שדה סטרילי או וילון לשדה כירורגי |
| יישום כותנה סטרילי | Pwi-Wnaps | 703033 | משמש למריחת חומר |
| Top Sponges | Dukal Corporaton Reorder | # 5360 | עצירת דימום מהעור/שריר |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.