방법 논문

마우스에 가로 대동맥 수축 유도를 폐쇄 가슴 모델

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DOI:

10.3791/57397

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2018년 4월 5일

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Anaesthesiology, University Hospital Bonn, 2Department of Cardiac Surgery, University Hospital Bonn, 3Institute of Physiology 2, University of Bonn, 4Department of Medicine - Cardiology, University Hospital Bonn

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기, 선물이 측면 thoracotomy 통해 가로 대동맥 수축 (TAC)의 프로토콜. 이 기술은 압력 과부하 및 마우스 활용 표준 전술 실험실 설정에서에서 심장 마비를 시뮬레이션을 최소 침 습, 닫힌 가슴 수술입니다.

초록

심장 비 대 및 심장 마비에 대 한 연구는 자주 압력 과부하 마우스 모델 전술에 의해 유도 된 기반으로 합니다. 부분 thoracotomy 가로 대동맥 아치 시각화를 수행 하는 표준 절차입니다. 그러나, 오픈 가슴 모델에서 thoracotomy로 인 한 수술 외상 변경 호흡 생리학 갈비뼈를 해 부하 고 가슴 폐쇄 후 첨부 되지 않은 왼쪽. 이 방지 하려면 측면 thoracotomy 통해 최소 침 습, 닫힌 가슴 접근을 설립 했습니다. 여기 우리는 접근 대동맥 아치 2nd 있는 공간을 통해 가슴 구멍을 입력 하지 않고 마우스에서 복구할 수 보다 적게 외상 성 부상으로 떠나. 우리는 동등한 생존 률 오픈 가슴 전술 절차에 대 한 표준 실험실 설정을 사용 하 여이 작업을 수행 합니다. 닫힌된 가슴 접근 방식으로 인해 생리 적 호흡 패턴을 유지, 떨어져 쥐 보여주는 빠른 복구 혜택을 덜 침략 적 기술을 나타납니다 빠른 치유 과정을 촉진 하 고 외상 후 면역 응답을 감소 시킬 것으로 보인다.

서론

마우스 모델 종종 인간의 질병1을 모방 하는 데 사용 됩니다. 가로 대동맥 수축 (TAC) 압력 과부하를 유도 하는 데 사용 하 고 왼쪽 심 실 비 대2. 오픈 가슴 전술 모델 쥐에서 Rockman 외. 에 의해 확인 되었다 3 고 수술 DeAlmeida 그 외 여러분 에 의해 자세히 설명 되어 4. 가로 대동맥의 Banding은 복 부 대동맥 수축에 비해 더 유리한 순환의 더 큰 부분이 후자의 절차2의 부정적인 효과 보완할 수 있기 때문에.

가로 대동맥의 밴딩 오름차순 대동맥 및 brachiocephalic 동맥에서 동맥 압력이 증가에 이르게 되지만 장기의 충분 한 관류 (즉 왼쪽된 일반적인 경 동맥, 왼쪽된 하 말 초 혈관을 통해 동맥, 그리고 하강 대동맥)입니다. 증가 심장 afterload 및 상승 된 심장 벽 긴장을이 끈다. 벽 스트레스 때문에 섬유 두껍게5이후에 감소합니다. 심장 hemodynamics 만성 변화 maladaptation의 좌 심 실 팽창 결과. 이 이런식으로 TAC의 심장 비 대 증 결국 심장 마비로 이어지는 재현할 모델을 만듭니다.

DeAlmeide 그 외 여러분 에 의해 설명 된 대로 전술에 대 한 표준 절차 4 갈비뼈와 흉 골은 mediastinum으로 흉 막 캐비티 입력의 절 개를 통해 부분 상단 thoracotomy 통해 대동맥 아치를 접근 한다. 대동맥 아치와 사이드 가지 좋은 볼 수 있습니다. 불행 하 게도, 해 부 늑 골 수 없습니다 수 다시 연결, 자유롭게 떠 하 고 그로 인하여 호흡 역학 변경 그들 나뭇잎.

우리는, 그러므로, 2nd 있는 공간을 통해 측면 외과 접근을 사용 하 여 대동맥 아치에 대 한 최소한 침략 적 폐쇄 가슴 접근 설립. 이 모델의 가장 큰 장점은 갈비뼈도 절단 없이 전술 수행 능력입니다. 수술 외상의 피부 절 개 하 고 있는 근육의 해 부로 제한 됩니다. 이 절차는 외상 자체를 최소화 하 고 적절 한 가슴 안정성을 유지 하는 데 도움이.

여기는 전체 또는 상위 thoracotomy 수행 하지 않고 마우스에서 전술 수술을 수행 하는 자세한 단계별 절차에 설명 합니다. 높은 주파수 도플러 전술의 성공 앞에서 설명한 6,7보장 하기 위해 사용 되었다.

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프로토콜

이 프로토콜은 동물 실험 LANUV Recklinghausen (#84-02.04.2016.A374)에 대 한 윤리 위원회에 의해 승인 되었다. 성인 쥐에이 절차는 수행 하는 일반적으로, > 나이의 10 주. 그러나, 그것이 젊은 동물 뿐만 아니라에이 수술을 수행할 수 있습니다. 수술 도구를 사용 하기 전에 소독 해야 하 고 무 균 조건 하에서 수행 되어야 하는 모든 단계.

1입니다. 마 취와 삽 관 법의 유도

  1. Intraperitoneally 통증 완화에 대 한 buprenorphine 0.1 µ g/g 몸 무게를 주사. 수술 후 앞으로 3 일에 대 한 buprenorphine 0.1 mg/kg 매 8 h의 복 주사를 반복 합니다.
  2. 유도, 1 L/min의 산소 흐름 isoflurane의 3.0 Vol %로 설정 하는 기화 기에 연결 되어 있는 마 취 유도 상자에 마우스를 놓습니다.
  3. 촉각 자극을 유도 하 여 깊은 마 취 법을 확인 합니다.
    참고: 증가 Vol %isoflurane 최대 5%, 마 취 유도 실패 하거나 마 취 법은 충분히 깊은 되지 않습니다.
  4. 반사 부재를 보장 하기 위해 마우스의 꼬리에 꼬 집 음. 반사의 완전 한 부재의 경우 최적의 송풍기 설치에 대 한 마우스의 무게 (1.12 참조).
  5. 절차에 걸쳐 37 ℃의 체온을 유지 하기 위해 온도 제어 운영 테이블에 마우스를 이동 합니다.
  6. 마 취 법을 유지 하기 위해 마 취 유도 상자에 연결 된 플라스틱 원뿔에 마우스의 코를 놓습니다.
  7. 마우스의 상단 incisors 나일론 봉합으로 해결. 접착 테이프를 가진 사지 흥분
  8. 적절 한 마 취 법을 다시 있도록 집게의 끝과 뒷 발에 압력을 적용 합니다. 철수 반사의 부재에서 다음 단계를 진행 합니다.
    참고: 마 취 유도 실패 하거나 마 취 법은 충분히 깊은 isoflurane의 볼륨 % 증가 하 고 철수 반사의 부재에 대 한 기다립니다.
  9. 마 취 건조를 방지 하기 위해 각 막에 살 균 안과 윤활제를 놓습니다.
  10. 직장 외상을 피하기 위해 직장 탐사선 기름칠 37 ° c.의 핵심 온도 되도록 직장 온도 프로브를 삽입
  11. 제조업체의 지침에 따라 depilatory 크림 위 가슴과 목 구멍을 depilate. 1 분 후 크림을 닦아. 필요한 경우, 성공할 때까지이 단계를 반복 합니다.
    참고: 출혈 시 면 기울 ㄴ 면봉을 사용 합니다.
  12. 70% 에탄올 depilated 영역을 청소. Povidone-요오드 적어도 3 분 동안 현지 피부 소독 3 번 한 다음 적용.
  13. 인공 호흡기 생리 적 매개 변수 설정을 조정 합니다. 150/min 및 8-10 µ L/g 체중 (BW)에 해 일 볼륨에 호흡 속도 설정 합니다.
  14. 멸 균 장갑 한 켤레를 입었다. 수술 현미경 마우스를 놓고 마우스를 놓고 살 균 fenestrated 드 레이프.
  15. 중간 선 악의 2nd 갈비뼈 아래로 아래 약 3 mm에 피부 incise 중간 및 submandibular 동맥의 결합 조직 식별 합니다. 다음 각된 intracapsular 집게를 사용 하 여 부드럽게 분할 하는 중간에 선 퉁 명 스럽게 두 집게와 고 tracheal 근육을 탐험.
  16. Intracapsular 집게와 파라 tracheal 근육 떨어져 퉁 명 스럽게 당겨 부드럽게 기도 준비 합니다.
  17. 쉽게 삽 관 법 조건에 대 한 목 구멍을 제대로 하 고 부드럽게 기도 내 삽 관 법 정 (외경 1.2 m m)를 삽입 하는 집게와 혀에 당겨. 기관 내 튜브의 직접적인 시각화 및 적절 한 가슴 운동에 대 한 검사는 삽 관 법을 확인 합니다.
  18. 1.0 L/min과 100% O2의 흐름 2 %isoflurane 삽 관 법 후 isoflurane 농도 조정 합니다.
    참고: 호흡 운동을 중지 하지 않는 경우 마우스 이동 시작, 먼저 180/분까지 호흡 속도 증가. 필요한 경우 증가 isoflurane 농도 3.5%까지 이차 마우스 자체에 호흡 중지 될 때까지. 가장 일반적인 문제 누설 또는 기화 기의 부적 절 한 작성을 평가 합니다.
  19. 또는 다음 하위 단계에서 제안으로 삽 관 법을 수행 합니다.
    1. 60 ° 각도에서 테이블에 마우스를 놓습니다.
    2. 접착 테이프를 가진 마우스의 말단을 흥분 하 고 머리를 기대 다.
    3. 직접 후 두 위의 피부에 감기 빛 소스를 배치 합니다.
    4. 성 대를 시각화 하는 집게로 혀를 부드럽게 당겨.
    5. 성 대를 통해 4-정 (24 G)의 플라스틱 튜브를 삽입 하 고 인공 호흡기 설정에 플라스틱 튜브를 연결.
    6. Synchrone 가슴 움직임에 의해 삽 관 법을 확인 하는 정에 호흡기를 연결 합니다.
      참고: 호흡 운동을 중지 하지 않는 경우 마우스 이동 시작, 먼저 분 당 180까지 호흡 속도 증가. 필요한 경우 증가 secondarily isoflurane 농도 3.5%까지 마우스 자체에 호흡 중지 될 때까지. 가장 가능성이 문제 누설 또는 기화 기의 부적 절 한 작성을 평가 합니다.

2. 수술 전 도플러 측정

  1. 부드럽게 결합 조직을 집게로 떨어져 당겨 두 경 동맥 기관에는 누워 외래를 준비 합니다.
  2. 오른쪽에 45 ° 미만의 각도에서 왼쪽된 경 동맥 일부 살 균 초음파 젤 20 m h z 도플러 프로브 팁을 놓습니다.
  3. 천천히 회전 측면 및 도플러 신호를 찾아서 신호를 최적화 하기 위해 프로브 기울기 중간 이동 프로브.
  4. 도플러 소프트웨어를 사용 하 여 표시 하 고 컴퓨터에서 오른쪽과 왼쪽 일반적인 경 동맥에 흐름 속도 저장.

3입니다. thoracotomy

  1. 각 개별 마우스에 대 한 멸 균 장갑의 세트를 사용 하 여 수술 부위의 감염을 방지 하기 위해.
  2. 피부 절 개는 시저와 함께 2차 있는 공간으로 확장 합니다.
  3. 갈비뼈를 계산 하 여 2차 있는 공간을 시각적으로 식별 하 고 퉁 명 스럽게 intracapsular 집게와 함께이 공간을 침투.
    참고: 1세인트 갈비뼈는 쇄 골 아래 있으며 따라서 보이지 않습니다 2nd 있는 공간 첫 번째 보이는 리브 (즉 2차 리브)와 3rd 갈비뼈 사이 발견 때문에.
  4. 겸 팁의 도움으로 2차 있는 공간을 열고는 견인 기 삽입 합니다.
  5. Thymus의 명확한 보기 운영 테이블에 연결 된 고무 밴드와 함께 있는 견인 기를 조정 합니다.
  6. 출혈 하는 경우 목화-팁을 사용 하 고 2 분 대는 표면에 누릅니다.

4. 가로 대동맥의 밴딩

  1. 중간 및 결합 조직 식별을 200%로 확대를 조정 합니다. 다음 직각된 포 셉을 사용 하 여 부드럽게 thymus를 나눕니다. 대동맥 아치 명확 하 게 볼 수 있습니다 때까지 지방 조직을 제거 합니다.
  2. 아래 ( 그림 1참조) brachiocephalic 동맥과 좌 일반 경 동맥 사이 가로 대동맥 겸 자 매 각도와 터널에 준비 합니다. 좋은 집게의 도움으로 6.0 봉합의 끝을 잡고 고 대동맥 아치 아래 스레드를 전달 합니다.
  3. 아치의 다른 쪽에서 두 번째 집게와 스레드를 가져가 라.
  4. 으로 바늘을 사용 하 여 27 G의 3 m m 긴 조각 길이 잘라는 쥐 쥐에 대 한 스페이서로 19-25 g 몸 무게와 26 G 바늘 사이 무게에 대 한 전술-결 찰에 대 한 스페이서 > 25 g BW.
  5. 신중 하 게는 스페이서 가로 대동맥에 평행 하 게 배치 합니다.
  6. 공백 요소에 느슨한 이중 매듭을 준비 하 고 대동맥을 병렬로 스페이서의 최적의 위치를 보장. 그런 다음 첫 번째 던져 고 신속 하 게 수행 하는 두 번째 반대 던져. 공백 요소를 신속 하 게 제거 합니다.
  7. 가짜 마우스 제어를 수행 하려면 대동맥의 결 찰을 생략 하는 동일한 프로토콜을 따릅니다.
  8. 2노스다코타 있는 공간을 6.0 폴 리 프로필 렌 봉합을 닫습니다. 때 ligating subclavian 선박에 특별 한 관심을 지불.
  9. 연속 봉합 패턴에 6.0 폴 리 프로필 렌 봉합 사를 사용 하 여 피부 봉합

5. 가로 대동맥의 성공적인 결 찰의 확인

  1. 섹션 2에서 45 ° 각도에서 목의 양쪽에 20 MHz 도플러 프로브를 배치 합니다.
  2. 각 측면에 흐름 속도 문서화 합니다.
    참고: 성공적인 전술 도플러 흐름 속도 의해 그림 2와 같이 유효성 수 있습니다. 사이는 오른쪽과 왼쪽 경 동맥 일반적으로 4-10의 흐름 속도 비율 보장 적절 한 전술 ( 그림 2참조).

6. 심장 수확

  1. 1.2 단계에 따라 마 취 법을 유도. 그리고 1.3.
  2. 챔버를 안락사에 마우스를 놓고 볼륨/분의 10-30% 치환 하 이산화탄소 유량 조정 합니다.
  3. 수술 테이블에 마우스 흥분 가 위 및 수확 추가 분석에 대 한 정으로 열 등 한 베 나 정 맥에서 혈액으로 복 부를 엽니다.
  4. 횡 경 막과 sternal 뼈 강한가 위로 잘라내어 심장 제거.
  5. 심장 무게 전에 모든 동맥 및 결합 조직을 제거 합니다.
  6. 우 심 실 및 좌 심 실에서 심장 고 두 샘플 무게 합니다.
  7. 액체 질소에 두 조직 샘플을 동결.

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결과

성공적인 전술 압력 과부하 및 왼쪽된 심 실 비 대의 유도 보장합니다. 압력 과부하의 ad hoc 유효성 검사는 그림 2와 같이 도플러 흐름 속도 측정을 사용 하 여 얻을 수 있습니다. 수술 전 혈액 흐름 속도 두 경 동맥에서, 전술 인해 증강된 혈액 속도 좌 심 실 그리고 대동맥에 높은 압력으로 인해 오른쪽 경 동맥에 포스트 stenotic 감쇠 혈액 흐름 속도에서 발생 하는 동안은 왼쪽 경 동맥.

전술과 그 결과 비 대의 효능 하루 3, 6, 21 일 수술 후에 남성 마우스 C57BL/6J 심장 무게/몸 무게 비율 (HW/BW; mg/g)의 계산에 의해 확인 되었다. HW/BW 비율 전술 쥐 수술 후 6 일 비 줄무늬 쥐에 비해 크게 증가 (4.78 ± 0.18 대7.66±1.43 mg/g,...

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토론

전술 때문에 고혈압의 급속 한 발병 대동맥 협 착 증 또는 고혈압으로 인 한 임상 관련 비에서 다릅니다. 그럼에도 불구 하 고, 심장 마비를 유발 하는 작은 동물 모델의 사용에는 많은 이점이 있다 고 많은 조사11선택 따라서. 이 닫힌된 가슴 모델 쥐4가로 대동맥 수축 유도 하는 수술 방법의 기존 모델을 향상 시킵니다.

가장 중요 한 단계는 대동맥 아치 아래 통로 이다. 대동맥 주위 너무 꽉 봉합 신장 등 중요 장기에 혈액 흐름의 치명적인 감소를 발생할 수 있습니다. 하 겐 Poiseuille의 법률, 흐름은 주로 반지름에 의존 합니다. 따라서, 일부 체중에 맞게 스페이서 우리의 프로토콜에서 사용 되었다. 이 절차는 더 보편적으로 적용 가능한, 개별 실험 설정에 따라 매우 젊 거 나 오래 된 쥐에 관한 특히이 모델을 만든다.

수술 외상 자체 면역...

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

우리에 그들의 기술 지원을 었 Frede와 수잔 슐츠 감사합니다. 이 연구는 아무 자금을 받았다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
압력량 카테터Millar Instruments, 미국SPR-839
마우스 인공호흡기Harvard Appliances GmbH, 독일Minivent - TYPE 845
마우스 인공호흡기Harvard Apparatus GmbH, 독일삽관 캐뉼라 OD 1.2mm 73-2844
기화기Drä과 Y-연결; ger 의학 AG&CO. KG, 독일19.3 이소플루란-기화기(최신 버전은 카탈로그 번호에서 사용할 수 있습니다  D-877-2010)
현미경 Leica Microsystems, 독일MZ 7.5
광원 Schott AG, 독일KL 1500 LCD
6-0 ProleneEthicon, 미국폴리프로필렌 봉합사 BV-1 9.3 mm 3/8c수술용 봉합
SeraflexSerag Wiessner, 독일USP 5/0 슈바르츠;   IC108000 수축을 위한 봉합사
동종 제어 수술대Harvard Apparatus GmbH, 독일Typ 872/3 HT with 삼각대 스탠드 및 동종 컨트롤러 Type 874; 73-4233
유연한 직장 프로브Harvard Apparatus GmbH, 독일1.6 mm OD; 55-7021
도플러 신호 시각화 기기Indus Instruments, 미국20MHz 펄스 도플러 모듈이 있는 도플러 신호 처리 워크스테이션(DSWP)
Arruga Intracapsular ForcepsAltomed, 영국A5400
도플러 프로브Indus Instruments, 미국20MHz 튜빙 장착 프로브
Jaffe Lid RetractorAltomed, UKA3513
사

참고문헌

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재인쇄 및 허가

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