強制振動法を用いたマウスにおける呼吸器系の力学の評価

この手順の全体的な目標は、商用のコンピューター制御ピストン人工呼吸器であるフレックスイベントを使用して、マウスの呼吸力学の強制振動測定を実証することです。これは、吸入されたメチルコリンに対する気道反応性の評価を通じて行われます。最初のステップは、必要な試薬、機器、および被験者を準備することです。

次に、被験者は人工呼吸器に接続され、人工呼吸器と呼吸力学の測定が行われます。事前定義されたスクリプトを使用して、高度に制御された自動測定のコレクションがベースライン時およびメチルコリンチャレンジ後に行われます。結果の分析は、対照被験者と比較して、塩素に曝露されたマウスにおける耐性とエラスチンの最大応答が大きいことによって指摘されるように、気道過敏症を示すことができます。

この手法が既存の方法と比較した場合の主な利点は、肺機能を包括的、詳細、かつ並進的に測定するための正確なツールを提供することです。これは、被験者の気道開口部に適用される事前定義された振動気流波形に反応して取得された圧力および体積信号の解析によって達成されます。さらに、生理学的反応に影響を与える多くの要因を制御し、標準化することができます。

この方法で、Flex Event FXシステムの電源を入れ、ソフトウェアを起動します。現在のプロトコルは、flexiがサポートする2つのflexイベント生成のいずれかに適用されます。最初の実験セッションまたはその前にいつでも7つのソフトウェアを着用してください 研究定義および計画モジュールを開いて、研究構造を事前に定義します。

新しいスタディの作成ボタンをクリックし、ウィザードに従ってスタディを作成します。プロトコルの概要を説明し、研究する実験グループと被験者を定義します。実験セッションを開始するには、実験セッション モジュールを開き、スタートアップ シーケンスに従います。

スタディとテンプレートの選択に。測定部位に被験者を割り当て、その重量を確認します。オペレーティングソフトウェアで説明されている手順に従って、システムのキャリブレーションを続行します。

キャリブレーションのために使用するカニューレをYチューブに取り付けるように促されます。キャリブレーションウィザードの手順に従ってカニューレのキャリブレーションを続行し、取得したキャリブレーション値が指定された範囲内にあることを確認します。必要に応じて、準備ができていない限りキャリブレーションプロセスを繰り返し、プロンプトをキャンセルして換気とデータ記録を開始します。

これらは、後で開始できます。適切な用量の麻酔薬を使用して被験者に麻酔をかけます。被験者が外科的麻酔レベルに達していることを確認します。

被験者はつま先をつまんでも反応を示さず、呼吸は規則的で、労苦しくないはずです。適切な体温を維持するために、動物を熱源で仰臥位に置きます。マウスから45センチメートル離れた場所に60ワットの電球を配置すると適切です。

次に、喉の部分をアルコールできれいにして気管を露出させます。切開を行い、上顎下腺とそれを覆う筋肉層をそっと分離します。一対のマイクロ鉗子を使用して気管をそっと持ち上げます。

次に、その下に縫合糸を通します。喉頭に最も近い軟骨の2つのリングの間をカットします。これにより、気管を切開せずに気管に小さな切開を行います。

キャリブレーションされたカニューレを切開部に挿入し、5つの気管リングを通してゆっくりと進めます。この例では、1.2 cm の金属製 18 ゲージ カニューレが稼働しています。縫合糸を使用してカニューレを固定することが重要です。

アタッチメントは、カニューレの周囲に気密シールを形成する必要があります。カニューレを装着した動物を人工呼吸器に近づけます。換気ドッカーで事前定義またはカスタマイズされた換気プロファイルを選択して、機械換気を開始します。

次に、Yチューブを介して動物を人工呼吸器に接続します。動物を人工呼吸器に慎重に位置合わせし、気管カニューレが人工呼吸器と同じ高さにあることを確認します。これにより、ソフトウェアでのカニューレ、閉塞、または気管のねじれの可能性を回避できます。

摂動名をダブルクリックして深いインフレーション摂動を実行し、カニューレの挿入と付着を確認します。漏れがない限り、システムは過度の体積変位なしに、3秒間にわたって30センチメートルの水の圧力を保持します。記録された体積と圧力のトレースは、オフセットや変形の兆候がなく、滑らかである必要があります。

そうしないと、この時点でカニューレ、閉塞、または誤配置が発生する可能性があります。必要に応じて、心拍数と体温のモニタリング用のバイタルサイントランスデューサーを接続できます。これらの信号のデータ記録は、手動またはスクリプトを介して自動的に、いつでも開始できます。

ネブライザーの活性化、イベントマーカーなどの測定またはコマンドは、高度に制御された反復可能な実験プロセスのために、事前定義またはカスタマイズされたスクリプトを使用して自動化できます。いくつかのパラメータを生じさせる摂動の6つのファミリーを使用して、ベースライン時および特定の課題に続く被験者の呼吸器系の力学を説明することができます。測定を開始する準備ができたら、まず深いインフレーション摂動を実行して閉じた肺領域を動員し、肺容量の履歴を標準化することが重要です。

次に、テスト測定を実行して、自発的な吸気努力がないことを確認します。選択したデータセット ビューで圧力信号トレースを観察します。段階的なPV曲線付き。

圧力プラトーは、下向きのたわみがなく、明確に定義する必要があります。圧力が下向きに変動する場合は、動物からの吸気的な努力を示します。次に、タイトルをダブルクリックして、吸入されたメチルコリンに対する気道反応性を評価するためのスクリプトを開始します。

この例では、スクリプトはベースライン測定のシーケンスを 3 回で行います。次に、ネブライザーに生理食塩水をロードするプロンプトがあります。または、この例では、メチルコリンの溶液が約100マイクロリットルの溶液をネブライザーにロードします。

ネブライゼーションは、ソフトウェアに情報が入力されるとすぐに自動的に開始されます。ネブライザーの終了直後に、約3分間、間隔の狭い一連の測定が開始されます。次に、実行するプロンプト。

別の課題が提供され、課題間で測定のシーケンスを繰り返すことができます。ネブライザーマウントの内側を綿棒で乾燥させると、吸気ラインに液滴や結露が蓄積するのを防ぐのに役立ちます。データが収集されると、ソフトウェアは摂動に関連するパラメータを計算し、モデルへのデータの適合に基づいて決定係数を提供します。

その後、ソフトウェアのレビューおよびレポート作成モジュールから実験にアクセスし、データをエクスポートしたり、さらに分析したりすることができます。実験の最後に、換気を停止し、被験者を取り外してください。分離したら、ペントバルビタールナトリウムの過剰投与で動物を迅速に安楽死させ、その後、気管支肺胞洗浄を行うか、さらなる分析のために肺を分離することができます。

次の主題に切り替える前に、ネブライザーアダプターとチューブとカニューレをすすぎ、乾燥させます。オペレーティングソフトウェアの次の被写体に切り替えて、その重量を確認します。その後、実験を続行する前に、推奨されるキャリブレーション手順に進んでください。

一日の終わりに、機器をすすぎ、乾燥させます。実験セッションを閉じる前に、システムのパフォーマンスを維持するために、製造元の指示に従ってシステムの呼気弁を清掃することを忘れないでください。次の例は、ナイーブマウスと塩素ばく露マウスの実験から得られた典型的な結果と、ナイーブajの同等の結果を示しています。

マウスは、ベースライン時およびメチルコリン誘発性気管支収縮後に、flexi wear sevenによってサポートされた2つのフレックスイベント世代のいずれかを使用して取得されました。広帯域FOT測定では、肺の反応を気道と実質組織のパラメータに分割できるため、影響を受けた肺領域を特定する手段を提供します。例えば、ナイーブAJマウスは、呼気終末圧が水深3センチメートルから9センチメートルに上昇すると、ベースライン抵抗の増加を示した。

呼気終末圧の変化により、肺活量の増加と膨張圧の増加による気管支拡張効果と一致する気道抵抗が減少し、組織の粘弾性とおそらく小さな気道の抵抗を反映する組織抵抗に密接に関連するパラメーターである組織減衰が増加しました。後者は、肺活量の増加とともに増加することが知られています。このプロトコルは、塩素ガスへの曝露後に吸入されたメチルコリンに対する気道反応性を評価するためによく使用されます。

B.SEAマウスは、空気ばく露対照と比較して気道過敏性を示した。この例では、塩素ガスにばく露されたマウスは、すべてのFOTパラメータでより大きな最大応答を示しました。これらのマウスはまた、吸入されたメチルコリンに対する濃度応答曲線または過敏症の統計的に有意な左方へのシフトを示し、これは耐性とエラスチンの倍増を引き起こすために必要なメチルコリンの濃度の低下によって例示されました。

FOTに加えて、フレックスイベントシステムは圧力体積曲線などの他の測定値を記録できます。デフレリムの上部はサラザールノールズ方程式に当てはめられ、関連するパラメータはソフトウェアによって計算されます。この技術を成功させるには、システムのキャリブレーション、気管内カニューレの抵抗、動物の位置決め、肺容量の標準化など、特に重要な各ステップに注意を払うことが重要です。

これらの手順に正確に従えば、この方法でマウスの肺の機械的特性を正確に評価することができます。