ラットにおける深部低体温循環停止の確立

Summary

このプロトコルは、ラットにおける深部低体温循環停止の確立を示しており、全身性炎症反応症候群、虚血/再灌流障害、酸化ストレス、神経炎症などの調査に適用できます。

Abstract

深部低体温循環停止(DHCA)は、複雑な先天性心疾患および大動脈弓疾患の手術中に日常的に適用されます。本研究は、ラットにおいてDHCAを確立する方法を提供することを目的とする。バイタルサインに対するDHCAプロセスの影響を評価するために、循環停止のない常温心肺バイパス(CPB)ラットモデルを対照として使用しました。予想通り、DHCAは体温と平均動脈血圧の有意な低下をもたらしました。血液ガス分析の結果,DHCAは乳酸濃度を上昇させたが,血中pHおよびヘモグロビン,ヘマトクリット,Na+,Cl^-,K⁺,グルコース濃度には影響しなかった。さらに、常温CPBラットと比較して、透過型電子顕微鏡観察の結果、DHCAラットにおける海馬オートファゴソームの軽度の増加を示した。

Introduction

深部低体温循環停止(DHCA)は、1953年以来心臓外科で使用されています1_。DHCAには、体への血流を世界的に遮断する前に、患者の深部温度を深刻な低体温レベル(15〜22°C)に下げることが含まれます²。循環停止は、比較的無血の手術野を提供することができます。深部低体温は、特に脳および心筋における代謝を低下させ、これは虚血に対する効果的な保護方法である³。DHCAは、複雑な先天性心疾患、大動脈弓疾患、さらには大静脈血栓を伴う腎腫瘍または副腎腫瘍の手術中に一般的に適用されます^4,5。したがって、DHCA動物モデルの確立は、手順の改良と臨床現場での合併症の予防のための重要な参考資料を提供します。

イヌ⁶、ウサギ⁷、その他の動物でモデルを樹立することができるが、操作性や低コストからラットを用いることが好ましい。DHCAラットモデルは、2006年にJungwirthらによって初めて記載された⁸。循環停止の持続時間が神経学的転帰に影響を与えることがわかった。それ以....

Protocol

プロトコルは制度的レビューを受け、中国医学科学院の不破病院の施設動物管理および使用委員会から承認を受けました(FW-2021-0005)。すべての実験手順は、国立衛生研究所によって発行された実験動物の世話と使用のためのガイドに従って実行されました。

注:オスのSprague-Dawleyラット(体重:500〜600 g、年齢:12〜14週間)は、餌と水に自由にアクセスできる標準的な実験室条件下で飼育されました。.ラットを2つの群(n = 6、各群)にランダムに割り付けた:DHCA群、および常温CPB群(NtCPB群)。

1.準備作業

1. 実験前に手術器具(鉗子、はさみ、マイクロ鉗子、電気凝固装置、シェーバーなど)を滅菌します(図1)。
2. 2-0シルク、16 Gカニューレ(気管内カテーテル)、22 Gカニューレ、自家製16 Gカニューレ(マルチオリフィス静脈内カテーテル)、注射注射器、ガーゼ、テープなどの消耗品の入手可能性を確保します。
   注:自家製の16 Gカニューレの場合、メスを使用して、カニューレの先端にある直径2 mmの開口部を2つまたは3つ切断すると、静脈ドレナージがスムーズになります。
3. セボフルラン、2%リドカイン、生理食塩水、ヘパリン(5 IU / mL、25....

Results

対照群として、循環停止のない正常温度CPB(NtCPB)ラットは、処置全体を通して安定した平均動脈血圧(MAP)および体温を示したが、DHCAラットのMAPは心停止中に減少した(p < 0.01、 図3A)。DHCAラットの温度は冷却段階で急速に低下し、再加温段階で徐々に回復しました。DHCA回路からラットを離乳させると、DHCAラットの温度は正常に戻った(図3B)。

ラットに対するDHCAプロセスの影響を血液ガス分析によって調査した。プライミング溶液との全血接触後、ヘモグロビン(Hb)の濃度は両群で6 g / dLよりも高かった(図4A)。DHCA回路からラットを離乳させると、CPB回路の残りの血液がラットに注入されたため、濃度は9 g / dLに増加しました。ヘマトクリット値(HCT)は、Hbと同様の傾向を示した(図4B

Discussion

カニューレ挿入は、ラットにDHCAを確立するための最も基本的な手順です。カニューレ挿入の前に、動脈を0.5 mLの2%リドカインに浸すと、カニューレ挿入が容易になります。カニューレ挿入後、微小血栓形成を避けるために、外頸静脈を介した500IU / kgヘパリンによるヘパリン化が必要です¹⁷。我々は、この用量のヘパリンの活性化凝固時間(ACT)>480秒の目標を達成できることを繰り返し見出した。再温暖化期間は最も難しい部分です。私たちの実験では、温度が18°Cから34°Cに上昇するのに60分以上かかりましたが、他のいくつかの実験では30分または40分で再加温期間を行うことができました^18,19。Linardiらは、より高い再加温速度(45分)が炎症反応を増加させ、^DHCA20後の脳浮腫に影響を与える可能性があると報告しました。一方、胸部外科学会、心臓血管麻酔科医協会、および米国体外技術学会のガイドラインでは、冷.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
熱交換器	Xi'西京医療機器有限公司	Animal-M
膜酸素供給器	東莞 Kewei Medical Instrument Co., Ltd.	Micro-M
モニター	成都テックマン株式会社	BL-420s
ローラーポンプ	常州プレフルードテクノロジー株式会社	BL100
SDラット	HFK バイオサイエンス株式会社	/
セボフルラン	丸石製薬株式会社	H20150020
Shaver	Hangzhou Huayuan Pet Products Co.,Ltd.	/
気化器	SPACECABS	/
ベンチレーター	上海アルコットバイオテクノロジー株式会社	ALC-V8S
水タンク	MaquetクリティカルケアAB	ジョストラHCU20-600