Name: ウサギモデルにおける孤立した肺灌流システム (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-15T14:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 18 s
Description: 学ぶ ウサギの孤立肺灌流システムを用いた肺生理・病理の研究手法。呼吸機能と代謝活動を測定し、肺移植や肺水腫の前臨床研究に貢献する。

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著者たちは、この原稿の執筆に対する彼女のサポートに対するベッティーナ・ソマー・セルバンテス博士、イラストによる彼女のサポートに感謝したいと思います。

ウサギモデルの単離灌流系は、インスティトゥート・ナシオナル・デ・エンフェルメダーデス・レスピラトリアスの気管支過敏性研究所で広く使用されています。プロトコルは、2.5-3キロのおおよその重量を持つニュージーランドのウサギが含まれています。すべての動物は、標準的なビバリウム条件と実験動物のための公式のメキシコのガイドライン(NOM 062-ZOO-1999)および実験動物のケアと使用のためのガイド(第8版、2011)に従って餌を与えるアドリビタムで保たれました。このプロトコルで提示されたすべての動物の手順と動物のケア方法は、以前にナシオナル・デ・エンフェルメダーデス・レスピラトリアス研究所の倫理委員会によって承認されました。
注:孤立した肺灌流システムの調製には、麻酔下および安楽死による動物の意図的な死が含まれます。
1. 装置および装置の準備。
<ol><li>機器の配置:<ol>
<li>ウサギの重量に応じてサイズの手術台を設定します。</li>
		<li>鋼鉄柱に人工胸郭のカバーを下にガラス室、側面にローラーポンプを備えた人工胸郭のカバーを取り付けます。</li>
		<li>カバーが気管に沿って気管カニューレを持つように容易に傾斜して、より速い接続を可能にすることを確認してください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>人工胸郭: メモ:これはシステムの重要な部分です。それは特別なカバーによって密封された水上覆いガラスの部屋から成っている。カバーは、気管と容器を埋め込む接続を持つ臓器ホルダーとして機能します。<ol>
<li>圧縮空気で作動するベンチュリジェットを設置し、人工胸郭内部の負圧を発生させます。 注:換気制御モジュール(VCM)は、吸気圧と終気流圧の個別の調整、呼吸速度、総サイクル持続時間に対する吸気時間の比率を可能にします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>装置：<ol>
<li>通常の作業装置は、気胸郭を保持するベースプレートに取り付けられたメインスチールカラムで構成されていることを確認し、気胸計と重量トランスデューサは、その上に位置し、気泡トラップ付きの予熱コイルの後ろに配置します。</li>
		<li>1つの差圧トランスデューサを気胸部に接続し、もう1台をチャンバーの圧力に接続します。胸郭の後ろに圧力トランスデューサの別のカップルを設定し、灌流および静脈圧を測定します。</li>
		<li>酸素供給器の下にある切り替えストックを、レベル電極と装置の横の換気システムに接続します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 心肺ブロックの外科的抽出.
<ol><li>麻酔：<ol>
<li>鎮静剤(キシラジン)とバルビツール酸塩(ペントバルビタール)の組み合わせを使用します。 注:異なる麻酔カクテルは、実験的な結果に影響を与えなく使用することができます。</li>
		<li>まず、キシラジン塩酸塩(3-5 mg/kg)の単回の筋肉内注射で健康なニュージーランドのウサギを鎮静させます。ウサギが落ち着いてリラックスして、注射の数分後にさらに操作できるようにしてください。</li>
		<li>沈下後、ペントバルビタールナトリウム(28mg/kg)の静脈注射でウサギを麻酔するアクセスとして、限界(横)耳静脈を使用してください。</li>
	</ol></li>
	<li>モニタリング：<ol>
<li>不十分な麻酔や心臓および呼吸機能の過度のうつ病を避けるために、以下のパラメータを監視します。麻酔の深さを評価するには、つま先ピンチテストを行います。</li>
		<li>粘膜がピンクであることを確認します。青または灰色の色合いは低酸素症を示します。</li>
		<li>心拍数が120~135拍/分の間であり、体温が36.5°Cを下回らないようにしてください。</li>
	</ol></li>
	<li>動物の配置:<ol>
<li>ウサギの胴体を剃り、動物を手術台の上に置きます。換気システムをウサギの頭の後ろ側のテーブルの近くに置き、気管切開後すぐにカニューレを接続して、キス状の損傷を避けます。</li>
	</ol></li>
	<li>切開と気管切開:<ol>
<li>横隔膜から首まで3〜5cmの腹側中央線切開で皮膚を解剖する。</li>
		<li>作動するはさみで、2つの軟骨リングの間の気管の前部2/3を切り、気管線維膜を通して気管カニューレを挿入する。</li>
		<li>5 mm (外径) を挿入します。OD)気管線維膜を通して気管カニューレを、それを注意深く固定するために4-0シルク縫合糸を使用する。</li>
		<li>気管の下に鉗子またはピンセットを置き、カニューレが気管に対して曲がらないようにします。</li>
	</ol></li>
	<li>陽圧換気:<ol>
<li>肺が人工胸郭の外に残っている限り、手術中の肺の崩壊を避けるために、小さな種の呼吸ポンプを使用して陽圧を換気する。</li>
		<li>気管切開後、胸郭が開く前に、呼吸ポンプに接続された気管カニューレを通して換気を開始します。</li>
		<li>潮の体積を10 mL/kgに設定します。 注:実験のセットアップと人工胸郭モデルに応じて、負圧を提供するために使用されるのと同じ換気ポンプまたは別の換気ポンプで正圧換気を提供し、迅速な再カニューレーションを可能にします。</li>
	</ol></li>
	<li>腹間剥離と排泄:<ol>
<li>胸腔にアクセスするには、メスまたはハサミを使用して胸郭壁を開き、胸郭の上3分の1まで内側の切り分けを行います。</li>
		<li>胸郭の半分を2つのレトラクターで開いたままにします。いくつかの肺フラップは通常心臓を取り囲む。</li>
		<li>上司と下の大静脈をローカライズし、糸でそれらを参照してください。</li>
		<li>動物の排泄の前に、右心室を識別し、1000 UI /kgのヘパリンを注入する。</li>
		<li>注射の直後に、前ループの糸で上方と下の静脈を揚げ、排泄を行います。</li>
	</ol></li>
	<li>心臓肺の収穫:<ol>
<li>心肺ブロックを優しく素早く収穫します。直接デジタル解剖またはスプリングはさみを使用して、胸郭から肺を取り除くように結合組織を分離します。</li>
		<li>この地域の血管系と食道を解剖する。</li>
		<li>マヌブリウム・シュタルニを切り裂いて気管カニューレに向かって内側の切除術を延長し、両側の気管を組織をつなぐのを離す。</li>
		<li>さて、気管カニューレの上の気管を切除します。気管と肺の後部固定が切除されると、カニューレを頭蓋骨軸でそっと引き上げます。</li>
	</ol></li>
	<li>缶め:<ol>
<li>孤立した肺を胸郭から持ち上げ、シャーレの滅菌ガーゼの上に慎重に置きます。</li>
		<li>アテクサシスを防ぐために、2 cmH2Oに設定された正気圧気圧(PEEP)を使用して肺を換気します。</li>
		<li>房室溝のレベルで心臓を切断して心室を取り除きます。</li>
		<li>2つの心室を開けた後、肺動脈を通してバスケットを持つウサギのOD 4.6 mm肺動脈カニューレを導入し、僧帽弁を通してバスケットを通してウサギの5.9mmの左心房を左心房に導入する。</li>
		<li>4-0シルク縫合糸を肺動脈と左心房に使用してカニューレを固定します。これらの構造の崩壊を避けるために、肺動脈と左心房の合字に周囲の組織を含める。</li>
		<li>動脈カニューレを通して生理食前の等張液を250 mL注入し、血管床から残りの血液を洗い流す。</li>
	</ol></li>
</ol>3. 灌流技術。
<ol><li>セットアップ：<ol>
<li>孤立した肺を肺室に慎重に入れます。</li>
		<li>チャンバーのカバーのトランスダクタに気管を取り付けます。</li>
		<li>カニューレ化された容器を灌流システムに接続します。</li>
		<li>チャンバーを閉じて、ロータリーロックで固定します。 注:再循環灌流回路は、開いた静脈貯留槽、蠕動ポンプ、熱交換器、および気泡トラップで構成されています。</li>
		<li>この時点で、チャンバーの蓋を取り付け、栓コックの上に切り替えて、正圧から負圧換気に切り替えます。肺の陰圧換気とチャンバーの気密閉鎖を確認するには、肺の呼吸遠足と圧力計のチャンバー圧力を検査します。</li>
		<li>肺に200 mLの人工血液を含まない透過液(ウシアルブミンの2.5%を含むクレブスリンガー重炭酸塩緩衝液)を浸透させます。</li>
		<li>パーフューズートの流れを3 mL/min/kgで始め、5分の間に5 mL/min/kgまでゆっくりと流れを上げてください。次の5分で8 mL/分/kgの流れに達し、次の5分の期間の後に10 mL /分/kgの最大流量に達する。空気が回路に入らないように注意してください。 注:pHとパーフューズの温度を生理学的範囲(pH 7.4-7.5;温度、37°C-38°C)内に維持してください。pHを調整するには、NaHCO3(1N)を加えるか、二酸化炭素の流れを増やします。あるいは、HCl(0.1N)を使用して酸性化する。</li>
	</ol>
</li>
	<li>パラメーター：<ol>
<li>所定の灌流および換気パラメータが必要に応じて設定されているかどうかを確認します。</li>
		<li>30 bpmの頻度で加湿空気、10 mL/kgの潮量、および2 cmH2Oの終気流圧(Pe)で肺を換気する。 注:肺動脈圧(0-20mmHg)は、肺幹の上のセンチメートルで酸素供給器または貯留槽の液体レベルの高さに対応し、肺静脈圧は左心房の上の圧力平衡槽の高さに対応する。両方の値を変更できます。なお、左心房圧も0~20mmHgである。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ゾーン3条件の達成:<ol>
<li>肺動脈、左心房、および圧力トランスデューサで固定されたカニューレの側のポートに接続された2つのカテーテルを使用して、動脈(Pa)および静脈(Pv)圧力を測定します。</li>
		<li>ベースライン圧力を肺のヒラムのレベル(ゼロ参照)に設定します。</li>
		<li>ゾーン3の換気条件下で実験を行います。これを達成するために、10〜15分がアイソグラメトリック状態を特徴とする平衡を得るのを待つ。</li>
		<li>静脈圧が肺胞圧(Palv)よりも高く、動脈圧がゾーン3の条件が発生する両方(Pa>Pv>Palv)の両方よりも高いままであることを確認してください。</li>
		<li>肺の体重が一定のままで、動脈および左心房圧が安定してゾーン3の条件を達成し、最大数の肺血管を開放し、実験中に微小血管床の含有量を維持することを確認します。 注:肺水腫の指標としてのKfcの測定は、手動と自動灌流システムの間に変動はありません。</li>
	</ol>
</li>
	<li>電子制御と信号処理:呼吸流れ、体重変化、微小血管圧、潮容容容、血管抵抗、とりわけ、トランスデューサからの信号を統合し、評価システムに表示する複数の中央エレクトロニクスユニットに登録されていることを確認します。</li>
</ol>

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</ol>

著者らは利益相反を宣言しない。

この研究は、肺生理学研究に不可欠な技術である孤立した肺灌流システムの一般的なビューを表示する。分離された肺の灌流システムは使用の多様性の大きい程度を提供し、仮説の広い範囲のテストに関連するいくつかの変数の評価を可能にする15。孤立した肺系は、過去10年間に臓器特異的評価との関連性をさらに確立し、間葉系幹細胞16 およびCRISPR/Cas9ゲノムエンジニアリング17を含む最先端の技術および新しい治療法の延長としての有用性を拡大した世界的な存在を持つツールです。現在の 元生体肺 灌流研究領域は、抗炎症戦略、換気傷害管理および予防、抗拒絶治療、および抗肺水腫性能15を広くカバーしている。
正しいデータの再収集を保証するために、装置の適切な組み立てが必要です。 図1 に示すように、システム全体は、換気システムに取り付けられ...

ブロディとディクソンは、1903年1月に最初に元生体肺灌流システムを説明した。それ以来、肺2,3の生理学、薬理学、毒物学、生化学を研究するためのゴールドスタンダードツールとなっています。この技術は、肺移植の生存率を評価し、ヒスタミン、アラキドン酸代謝物、物質Pなどの炎症性メディエーターの効果と、気管支収縮、アテクサシス、肺水腫などの肺現象中の相互作用を決定するための一貫した再現可能な方法を提供する。孤立した肺系は、一般的な循環からの生物起源アミンの除去における肺の重要な役割を明らかにする上で重要な技術であった4,5。さらに、このシステムは、肺界面活性剤の生化学を評価するために使用されています6。過去数十年にわたり、元生体肺灌流システムは肺移植研究のための理想的なプラットフォームとなっています7。2001年、スティグ・スティーンのチームリーダーは、元生体肺灌流システムの最初の臨床応用を説明し、19歳のドナーの肺を再調整し、最初に怪我のために移植センターによって拒絶された。左肺は収穫され、65分間浸透した。その後、COPD8を持つ70歳の男性に移植に成功しました。元生体灌流を用いた肺再調節のさらなる研究は、負傷したドナー肺を評価し、治療するための拡張肺灌流のためのトロント技術を開発することにつながった9,10。臨床的には、元生体肺灌流システムは、標準下のドナー肺を治療および再調整することによってドナープールを増加させる安全な戦略であることを示しており、標準基準ドナー10に対するリスクまたは結果に有意な差を示さない。
孤立した肺灌流システムの主な利点は、実験パラメータが人工実験室のセットアップの下でその生理機能を維持する完全な機能器官で評価することができるということです。さらに、肺の機械的換気の測定と操作により、肺生理学の成分(気道抵抗、全血管抵抗、ガス交換、浮腫形成など)を分析することができ、現在までにはラボ動物 の生体内で正確に 測定することはできません2。特に、肺が浸透する溶液の組成を完全に制御することができ、物質の添加は、リアルタイムでそれらの効果を評価し、さらなる研究のための灌流からのサンプル採取を可能にする11。孤立した肺系を扱う研究者は、機械的換気が肺組織の崩壊を引き起こし、その有用な時間を短縮することを念頭に置くべきである。この機械的パラメータの進行性の低下は、実験中に時折肺を高膨張させることによって著しく遅れることがある4。それでも、準備は通常8時間以上続くことはできません。 元生体肺 灌流系のもう一つの考慮事項は、中枢神経系調節およびリンパドレナージの欠如である。彼らの不在の影響はまだ完全には理解されておらず、特定の実験におけるバイアスの原因となる可能性があります。 
分離肺灌流システム技術は、高い一貫性と再現性を有するウサギモデルで行うことができる。この研究は、メキシコシティのインスティトゥート・ナシオナル・デ・エンフェルメダーデス・レスピラトリアスでウサギモデルのために開発された 元生体 単離肺灌流技術の実施のための技術的および外科的処置を説明し、洞察を共有し、この実験モデルの適用における重要なステップに関する明確なガイドを提供することを意図している。

<table><tbody><tr><td>2ストップTygon E-Labチューブ、内径3.17 mm、12 /パック、ブラック/ホワイト</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-1864</td><td></td></tr><tr><td>IPL-4の陽圧換気用アダプター</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4312</td><td></td></tr><tr><td>IPL-4の陽圧換気用アダプター</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4312</td><td></td></tr><tr><td>IPL-4のための代替圧力フリーガス供給:負の換気中に室内空気とは異なるガス混合物を気管に供給するには</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4309</td><td></td></tr><tr><td>ウサギから胎児ブタへの分離灌流肺用ベースユニット</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4138</td><td></td></tr><tr><td>ウシ血清A2:D41アルブミン凍結乾燥粉末</td><td>シグマ</td><td>3912</td><td>500 g</td></tr><tr><td>塩化カルシウム、CaCl2&middot;2H2O.</td><td>JTベイ</td><td>カー10035-04-8</td><td></td></tr><tr><td>極低温バイアルコー</td><td>ニング</td><td>430659</td><td>2mL</td></tr><tr><td>D-グルコーサ、C6H12O6。</td><td>シグマ</td><td>G5767</td><td></td></tr><tr><td>差圧トランスデューサDLP2.5、範囲+-2.5 cmH2O、HSEコネクタ</td><td>Hugo Sachs Elektronik(HSE)</td><td>73-3882</td><td></td></tr>差<tr><td>圧トランスデューサMPX、範囲+-100 cmH2O、HSEコネクタ</td><td>Hugo Sachs Elektronik(HSE)</td><td>73-0064</td><td></td></tr>エ<tr><td>ッペンドルフチューブエ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>タノール絶対HPLCグレード</td><td>カレドン</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ファルコンチューブ</td><td></td><td></td><td>14mL</td></tr><tr><td>ハーバード蠕動ポンプ P-230 (コントロールボックスとP-230モータードライブを完備)</td> <td>ヒューゴ・ザックス・エレクトロニック (HSE)</td><td>70-7001</td><td></td></tr><tr><td>加熱式リニアニューモタコメーター 0 〜 10 L/分 流量範囲</td><td>ヒューゴ・ザックス・エレクトロニック (HSE)</td><td>59-9349</td><td></td></tr><tr><td>シングルニューモタコメーター用ヒーターコントローラー 230 VAC、50 Hz</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>59-9703</td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td>PISA</td><td></td><td>5000 UI</td></tr><tr><td>HPLC カラム (C18 100A 5U)</td><td>Alltech</td><td>98121213</td><td>150 mm x 4.6 mm</td></tr> 親<tr><td>水性シリンジ フィルター</td><td>Millex</td><td>SLLGR04NL</td><td>4 mm</td></tr><tr><td>IPL-4 コア システム、単離ウサギから胎児ブタ肺、230</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4296</td><td></td></tr><tr><td>IPL-4 コアシステム 単離ウサギから胎児ブタの肺用、230 V</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4296</td><td></td></tr><tr><td>緩衝液用ジャケット付きガラスリザーバー、フリットとチューブ付き、6.0 L</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-0322</td><td></td></tr><tr><td>ラウダサーモスタットサーキュレーター、タイプ E-103、230 V/50 Hz、3 L バス容量、温度範囲 20 〜 150°C;C</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-0125</td><td></td></tr><tr><td>バスケット付きウサギ用左心房カニューレ、外径 5.9 mm</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4162</td><td></td></tr><tr><td>PLUGSYSモジュール用低範囲血圧トランスデューサP75</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-0020</td><td></td></tr><tr><td>硫酸マグネシウム七水和物、MgSO4&middot;7H2O</td><td>JT Baker</td><td>10034-99-8</td><td></td></tr><tr><td>マイクロ遠心チューブ</td><td>コーニング</td><td>430909</td><td></td></tr><tr><td>負圧換気制御オプション IPL-4 用 圧力調整器付き</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4298</td><td></td></tr><tr><td>ニュージーランドのウサギ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PISABENTAL (ペントバルビタールナトリウム)</td><td>PISA</td><td>Q-7833-215</td><td></td></tr><tr><td>PLUGSYSケース、タイプ603* 7</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-0045</td><td></td></tr><tr><td>PLUGSYS TCMタイムカウンターモジュール</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-1750</td><td></td></tr><tr><td>PLUGSYSトランスデューサアンプモジュール (TAM-A)</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-0065</td><td></td></tr><tr><td>PLUGSYSトランスデューサアンプモジュール (TAM-D)</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-1793</td><td></td></tr><tr><td>圧力調整器付きPLUGSYS VCM-4R換気制御モジュール</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-1755</td><td></td></tr>塩化<tr><td>カリウム、KCl。</td><td>JTベイ</td><td>カー3040-01</td><td></td></tr>リン酸<tr><td>二水素カリウム、KH2PO4</td><td>JTベイ</td><td>カー7778-77-0PROCIN</td><td></td></tr><tr><td>(キシラシンクロルハイドレート)</td><td>PISA</td><td>Q-7833-099</td><td></td></tr>バスケット<tr><td>付きウサギ用肺動脈カニューレ、OD 4.6 mm</td><td>Hugo Sachs Elektronik(HSE)</td><td>73-4161</td><td></td></tr><tr><td>メスナイフ</td><td></td><td></td><td></td></tr>灌流用<tr><td>セロトニン 5-HT</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>サーボ コントローラー (SCP</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-2806</td><td></td></tr><tr><td>スナップ キャップ マイクロ遠心分離機 チューブ</td><td>Costar</td><td>3620</td><td>1.7 mL</td></tr><tr><td>重炭酸ナトリウム、NaHCO3</td><td>sigma</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>塩化ナトリウム、NaCl.</td><td>シグマ</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>手術用手袋 No. 7 1/2</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>手術用手袋 No. 8</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>タイゴンチューブ</td><td>Masterflex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>気管カニューレ ウサギ用, 外径 5.0 mm</td><td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td><td>73-4163</td><td></td></tr></tbody></table>

ウサギモデルにおける孤立した肺灌流システム

Isolated Lung Perfusion System in the Rabbit Model

孤立した肺灌流システムは肺の研究で広く使用されており、肺の内部の働き(マイクロおよびマクロ的)の解明に寄与している。この技術は、循環物質間の相互作用や吸入または浸透物質の影響を含む代謝活動および呼吸機能を測定することによって、肺生理学および病理の特性評価に有用である。 in vitro の方法は組織のスライスと培養を伴うが、孤立した ex vivo 肺灌流システムは、換気および灌流を再現しながら、連続的な生理機能の研究を可能にする完全な機能器官で働くことを可能にする。しかし、中枢的な内挿およびリンパドレナージの欠如の影響は、依然として十分に評価されなければならないことに留意すべきである。このプロトコルは、孤立した肺装置の組み立てを記述し、実験用実験動物からの肺および心臓の外科的抽出およびカヌル化を記述し、また、データの灌流技術および信号処理を表示することを目的とする。孤立した肺の平均生存率は5〜8時間の範囲である。この間、肺毛細血管の透過性が増加し、浮腫および肺損傷を引き起こす。保存された肺組織の機能は、毛細管濾過係数(Kfc)によって測定され、経時肺水腫の程度を決定するために使用される。

孤立した肺灌流システムは、生検のための臓器操作、灌流からのサンプル収集、および生理学的パラメータのリアルタイムデータ収集を可能にする。分離されたシステムは、代謝および酵素活性から肺移植のための浮腫形成および保存期間に、異なる機能および肺現象を含む多くの仮説をテストするために使用することができる。
図1は、完全に組み立てられた孤立した肺灌流システムと、換気システムおよび計算されたデータ取得の図を示しています。システムの灌流成分は、パーフューズが常に孤立した肺を流れ続ける。肺動脈は、流入灌流を提供するためにカニューレートされ、透過性流出は心臓の左心房をカニューララットすることによって提供される。パーフューザートはローラーポンプを使用して通過し、パーフューセートが熱交換器を通過し、次に気泡トラップを通って肺動脈に入り、最後に肺血管床に入ります。換気コンポーネントは、換気媒体が気管カニューレを介して直接気内管を通って肺に通り過ぎて常に流れるのを可能にする。
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孤立したウサギの肺の準備は肺の調査の金の標準的な用具である。この出版物は、気道反応性、肺保存、肺移植および肺水腫における前臨床研究に関与する生理学的および病理学的メカニズムの研究のために開発された技術を説明することを目的とする。

The isolated lung perfusion system has been widely used in pulmonary research, contributing to elucidate the lungs&#39; inner workings, both micro and ...

この技術は、代謝活動および呼吸機能を測定することによって、肺生理学および病理の特性評価に有用である。孤立した肺灌流システムは換気および潅流を作り直している間連続生理機能の研究を可能にする完全な機能器官と働くことを可能にする。この方法は、代謝活性および肺胞マクロファージおよび内皮組織のような様々な成分の活動のような肺組織の非呼吸能力の特徴付けに関する洞察を提供することができる。まず、作業装置を組み立て、気胸部の上部と前ヒートコイルの後方に位置する気胸郭と重量トランスデューサを持つ人工胸郭を保持するベースプレートに取り付けられた主な鋼柱を気泡トラップで含んでいる。すべてのトランスデューサを中央の電子部品に接続し、装置以外の換気システムを準備します。麻酔をしたウサギの手術部位を剃った後、胸骨マヌブリウムから首まで3〜5センチメートルの腹側中央線切開を行う。操作用のハサミを使用して、軟骨リングの間の気管の前部2/3を切ります。気管線維膜を通して5ミリメートルの気管カニューレを挿入し、4-0シルク縫合糸でカニューレを慎重に固定します。気管の下に鉗子またはピンセットを置き、カニューレが気管に対して曲がらないようにします。呼吸ポンプを気管カニューレに接続し、1キログラム当たり10ミリリットルの潮量を設定し、気管切開後、胸郭が開く前に、手術中の肺崩壊を防ぐために肺の正気圧を維持するために換気を開始します。胸腔にアクセスするには、メスまたはハサミを使用して胸郭壁を開き、胸郭の上3分の1まで内側の切り分けを行います。胸郭の半分を2つのレトラクターで開いたままにします。上司と下の静脈をローカライズし、スレッドでそれらをタグ付けします。動物の排泄の前に、右心室を識別し、ヘパリンのキログラム当たり1,000国際単位を注入する。注射の直後に、前ループスレッドで上の静脈と下の静脈をリゲートします。マヌブリウム・シュタルニを切り裂いて気管カニューレに向かって内側の切除術を延長し、両側の気管を組織をつなぐのを離す。気管カニューレの上の気管を切開し、頭蓋骨/尾軸でカニューレをそっと引き上げます。心肺ブロックを収穫するための剥離後、直接デジタル解剖またはスプリングはさみを使用して結合組織を分離し、胸郭から肺を取り除きます。次に、血管系と食道を解剖する。孤立した肺を胸郭から持ち上げ、ペトリ皿の無菌ガーゼの上に慎重に肺を置きます。アテクサシスを防ぐために、2センチメートルの水柱に設定された正の端の気呼圧で正圧換気を使用して肺を換気する。房室溝のレベルで心室を心臓から切り取ります。2つの心室を開いた後、右肺動脈を通して肺動脈カニューレを導入し、左心房を通して左心房を通して左心房に入れます。構造の張りを避けるために、肺動脈と左心房の周囲の組織を含む4-0シルク縫合糸でカニューレを固定します。動脈カニューレを通して生理食塩水の250ミリリットルを注入し、血管床から残りの血液を洗い流す。灌流のセットアップのために、孤立した肺を肺室に慎重に入れる。チャンバーカバーのトランスダクタに気管を取り付け、カニューレ化された容器を灌流システムに接続し、回転式ロックでチャンバーを閉じて固定します。次に、チャンバーの蓋を取り付け、栓の上にスイッチを入れ、正圧から負圧換気に移行します。1キログラムあたり1分あたり3ミリリットルの流れから始まる人工血液フリーのパーフューズを200ミリリットルで肺に浸透させ、1キログラムあたり毎分5〜5ミリリットルにわたってゆっくりと流れをステップアップする。そして、次の5分間、流れが1キログラムあたり毎分8ミリリットルに達し、続いて5分間1キログラムあたり10ミリリットルの最大フラックスを流す。毎分30拍の頻度で加湿空気、1キログラムあたり10ミリリットルの潮量、水柱の2センチメートルの終わりの流れ圧力で肺を換気します。ゾーン3の条件を達成するために、10〜15分待ってISO重量測定状態を特徴とする平衡を得て、静脈圧がレジストリ全体で安定していることを確認します。肺の重量が一定のままであり、動脈および左心房圧が安定してゾーン3条件を達成し、最大数の肺血管を開放し、実験中に微小血管床の含有量を維持することを確認する。電子制御および信号処理のために、呼吸流れ、体重変化、微小血管圧、潮容、血管抵抗、とりわけ、トランスデューサからの信号を統合し、評価システムに表示する複数の中央電子工学装置に登録されていることを確認する。肺代謝および血管透過性に関与する5-HTおよびモノアミンオキシダーゼの濃度を評価した。5-HTとモノアミンオキシダーゼの濃度は、保存の15分後にピークに達し、次の6時間の間に減少しました.その後、灌流レベルは24時間まで非統計的に有意な増加を示した。5-HTおよびモノアミンオキシダーゼの放出率は、保存の最初の1時間の間に、5-HTレベルがモノアミンオキシダーゼよりも高くなり、内皮細胞および血小板によって再捕獲された後6時間以内に減少し、またモノアミンオキシジダーゼ媒介性化された同化を示した。中性の内ペプチダーゼ活性は9時間で増加し、その後減少し、12〜24時間の間に安定したままでした。アンジオテンシン変換酵素活性は4時間後に低下し、その後、24時間の間に増加し、安定した状態を保った。毛細血管透過性における肺保存の効果を24時間評価し、肺肺が毛細管濾過係数の進行性増加に見舞われたことを示した。多様な条件下で分離肺灌流系の毛細管透過性における異なる添加剤の効果をチェックし、アトロピンで透過性の最大上昇が観察された。最も重要な操縦は肺の部屋に正しく肺を置き、輸血の容器を輸血システムに接続する。この技術の影響は、循環物質と薬物検査や様々な肺病理における吸入または浸透物質の相互作用に及ぶ。

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Research

JoVE Journal

Medicine

医学

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ウサギモデルにおける孤立した肺灌流システム

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