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방법 논문

마우스에 Veno 정 맥 체 외 막 산소

12.4K 조회수

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DOI:

10.3791/58146

⸱

2018년 10월 24일

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cardiothoracic, Transplantation, and Vascular Surgery, Hannover Medical School, 2Department of Pneumology, Hannover Medical School

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기 선물이 아닌 intubated에 veno 정 맥 체 외 막 산 소화 (ECMO)의 기술, 저절로 호흡 마우스를 설명 하는 프로토콜. ECMO murine 모델 실험 연구의 급성 및 말기 폐 질환에 효과적으로 구현할 수 있습니다.

초록

체 외 막 산 소화 (ECMO)의 사용은 최근 몇 년 동안에서 크게 증가 했다. ECMO는 안정적이 고 효과적인 치료 되고있다 말기 폐 질환 뿐만 아니라 급성. 임상 수요에 ECMO의 장기간된 사용 증가 함께 절차 최적화 및 다중 장기 손상의 예방 중요 있습니다. 이 프로토콜의 목표는 비-intubated, veno 정 맥 ECMO의 상세한 기술을 제시 하 마우스를 자연스럽 게 호흡 이다. 이 프로토콜 ECMO 수술 단계의 기술적인 디자인을 보여 줍니다. 이 murine ECMO 모델 이상 ECMO (예를 들어, 염증, 출혈 및 thromboembolic 이벤트) 관련 연구를 촉진 한다. 유전자 변형된 생쥐의 풍부 때문에 ECMO 관련 합병증에 관련 된 분자 메커니즘 수 있습니다 또한 수 해 부.

서론

체 외 막 산 소화 (ECMO) 적절 한 가스 교환 및 관류 하는 폐와 심장의 기능을 수행 하는 임시 생명 지원 시스템입니다. 힐 외1 1972 년; 환자에 ECMO 처음 사용 설명 그러나, 그것은 단지 되었다 널리 이용 된다 20092유행 성 H1N1 인플루엔자 중 그것의 성공적인 신청 후. 오늘, ECMO 말기 심장 및 폐 질환3인명 구조 절차로 정기적으로 사용 됩니다. Veno 정 맥 ECMO는 점점 고용에서 침략 적 기계 환기 하는 대신 깨어, intubated, 자발적으로 내 화 호흡4환자 호흡.

그것의 대폭적인 채용에도 불구 하 고 다양 한 합병증 ECMO5,,67에 대 한 보고 되었습니다. ECMO에 환자에 의해 경험 될 수 있는 합병증에는 출혈, 혈전 증, 패 혈 증, 혈소판, 장치 관련 오작동 및 공기 색 전 증 포함 됩니다. 또한, 조직의 염증 반응 증후군 (해보자) 다중 장기 손상의 결과로 임상과 실험적인 연구8,9에 잘 설명 되어 있습니다. 뇌 경색 등의 신경학 상 합병증 환자 장기 ECMO 치료에에서도 자주 보고 됩니다. 혼동 문제, 그것은 종종 합병증 ECMO 자체에 의해 발생 하거나 기본 장애 동반 급성 및 말기 질환에서 발생 하는 여부를 구별 어렵다.

특별히 건강 한 유기 체에 ECMO의 효과 연구, 신뢰할 수 있는 실험 동물 모델을 설정 해야 합니다. 작은 동물과 쥐에 모든 제한에 ECMO의 성능에 거의 보고 있다. 날짜 하려면, 아무 마우스 모델 ECMO의 문학에서 설명 하고있다. 유전자 변형된 마우스 긴장의 많은 수의 가용성으로 인해 마우스 ECMO 모델의 설립 허용 추가 조사 분자 메커니즘의 ECMO 관련 합병증10,11에 관련 된.

심장과 폐 우회 (CPB)12의 앞에서 설명한 murine 모델을 바탕으로, 우리 veno 정 맥 ECMO에서의 안정적인 방법을 개발 했습니다 비-intubated, 저절로 호흡이 쥐. 유출 및 유입 뉼, 연동 펌프, oxygenator, 그리고 공기 트래핑 저수지, ECMO 회로 (그림 1)은 작은 못쓰게 데 제외한 murine CPB12 의 앞에서 설명한 우리의 모델과 유사 볼륨 (0.5 mL)입니다. 이 프로토콜에는 상세한 기술, 생리 적 모니터링 및 혈액 가스 분석 성공적인 ECMO 절차에 관련 된 방법을 보여 줍니다.

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프로토콜

실험 12 주 세 남성 C57BL/6 마우스에 수행 했다. 이 연구는 프로토콜 TSA 16/2250 아래 독일 동물성 법률의 지침에 따라 실시 되었다.

1. 재료 준비

참고: 모든 단계는 깨끗 한, 비 살 균 조건 하에서 수행 됩니다. 무 균 조건 동물 postoperatively 살아 있을 경우 필요한 것입니다.

  1. 16 X 확대와 함께 현미경 수술 블레이드를 사용 하 여 2-Fr 폴리우레탄 튜브에 3 fenestrations를 소개 합니다.
    참고: 모든 fenestrations는 최적의 혈액 배수 되도록 정의 원심 세 번째에 위치 해야 합니다.
  2. 못쓰게 솔루션 (자료 테이블)을 준비 합니다. 30 IU/mL 헤 파 린 및 2.5 %v / v NaHCO3의 8.4% 솔루션을 포함 합니다. 사용할 준비가 될 때까지 4 ° C에서이 솔루션을 냉동. 프라임 프라이 밍 솔루션의 500 ul 회로.
  3. 못쓰게 솔루션으로 유출 정 맥을 놓고 ECMO 기계 연동 펌프에 전환 하 여 입력 합니다. 1 mL/min의 유량에 다음 30 분 동안 컴퓨터를 못쓰게 솔루션을 회람 하기 위하여 계속 한다.
  4. oxygenator를 0.5 L/분 100% 산소를 제공 합니다.

2입니다. 마 취

  1. 장소는 유도 챔버에서 동물 2.5 %v / v isoflurane/산소 혼합으로 가득합니다. 0.5 L/분 100% 산소는 기화 기를 제공 합니다. 수술 전에 그 전체 마 취 페달 통증과 철수 반사를 테스트 함으로써 확인 합니다. 아이 젤 건조 피해를 방지 하기 위해 적용 됩니다.
  2. 37 ° c.에 체온을 유지 하기 위해 온난 패드를 사용 하 여
  3. 흡입 마스크 마 취 isoflurane 기화 기를 사용 하 여 수행 하 고 carprofen 5 mg/kg을 피하 주사 합니다.
  4. 정기적으로 자연 스러운 호흡을 관찰 하 고 isoflurane의 농도 조정 하는 1.3 ~ 2.5%.

3입니다. 수술

  1. 좋은 위 목의 왼쪽에의 도움으로 4 mm의 옆 피부 절 개를 사용 하 여 왼쪽된 경 정 맥을 노출 합니다. 마이크로-집게 및 면 면봉을 사용 하 여 선명 하 고 무딘 준비, 함께 사용 하 여 작은 혈관의 바이 폴라 응고.
  2. 일단 왼쪽된 경 정 맥 노출, 선 마이크로 겸의 도움으로 8-0 비단 봉합 사를 사용 하 여 원심 부분.
  3. 장소는 정 맥의 근 위 끝에 슬립 매듭. 마이크로-가 위를 사용 하 여 정 맥의 앞쪽 벽 incise
  4. 를 달성 하기 위해 전체 heparinization 2.5 IU/g 덤플링을 26 G braunula 통해 경 정 맥에 주사.
  5. 손실을 방지 하기 위해 과도 한 혈액 정 맥에서은 정의 삽입 동안 30 °에 의해 동물 패드의 머리 쪽을 올립니다.
  6. 2-Fr 폴리우레탄 (PU) 정 4 c m;의 깊이에 그것을 밀고 있는 동안 약간 회전 경 정 맥의 근 위 부분에 삽입 이렇게, 하는 동안 열 등 한 베 나 정 맥 (IVC)의 장 골 분기점에 도달 것입니다.
  7. Microforceps를 사용 하 여 8-0 실크 노트와는 정을 보안 합니다.
  8. 3.1, 3.2, 3.3에 설명 된 단계를 사용 하 여 바로 경 정 맥을 노출 합니다.
  9. Cannulate 1-Fr PU 정으로 바로 경 정 맥 혈관을 부드럽게 오른쪽 아 트리 움의 방향으로 5 m m 이동.
  10. 3.7 단계를 반복 합니다.
  11. 다른 1-Fr PU 정으로 왼쪽된 대 퇴 동맥을 catheterize 하 고 침략 적 압력 혈액 가스 분석 (BGA)에 대 한 혈액 샘플링 뿐만 아니라 모니터링에 대 한 그것을 사용 하 여.
  12. 두 앞 발 그리고 왼쪽된 흉 벽 피하 데이터 수집 디바이스에 연결 하는 심전도 (ECG) 바늘을 삽입 합니다.
  13. 직장 온도계 데이터 수집 디바이스에 연결을 삽입 합니다.

4. Veno-정 맥 체 외 막 산소 및 혈액 가스 분석

참고: 완전 한 ECMO 회로의 회로도, 그림 1참조.

  1. 0.1 mL/분 3-5 mL/min에 다음 2 분 이내 펌프의 유량 조정의 초기 유량으로 펌프 하 여 동물에 ECMO를 시작 합니다.
  2. 공기 흡입 cannulation 사이트를 통해 유출 정 맥에서 경우 흐름을 줄일 수 고 공기 트래핑 저수지를 통해 회로를 못쓰게 솔루션의 0.1 mL를 추가 합니다.
  3. 안정적인 흐름에서 실시간 모드에서 데이터 수집 디바이스를 통해 모든 중요 한 매개 변수를 모니터링을 계속 합니다.
  4. 지속적으로 정 맥 배수에서 역류를 관찰 하 고 공기 사냥꾼 저수지에서 혈액의 수준을 모니터링.
  5. 에서 새 상처 1 cc 주사기 24 G branula andreturn의 팁으로 그것은 공기 트래핑 저수지 통해 ECMO 회로에 어떤 혈액을 수집 합니다.
  6. BGA에 대 한 혈액 샘플링 카트리지 사용 하 여 다음 위치에서 다음 시간 포인트에서 동맥 혈액의 약 75 µ L를 수집.
    1. ECMO, oxygenator (제어), 후 비슷한 여분의 튜브를 통해 oxygenator 전에 내장 여분의 튜브를 통해 IVC와 대 퇴 동맥에서 직접 수집 혈액의 개시 후 10 분.
    2. ECMO, 대 퇴 동맥에서 수집 혈액의 개시 후 30 분.
  7. Intravasal 액체 손실을 매 45 분 공기-사냥꾼 또는 대 퇴 동맥 카 테 터를 통해 또는 혈액 배수 정 맥을 통해 공기 거품을 빠는 하 여 보상을 못쓰게 솔루션의 여분의 0.1 mL를 제공 합니다.
  8. BGA를 사용 하 여 혈액 샘플링 카트리지 동맥 혈액의 약 75 µ L 수집:
    1. 대 퇴 동맥에서 ECMO의 개시 후 1 h.
    2. ECMO, oxygenator (제어), 후 비슷한 여분의 튜브를 통해 oxygenator 전에 내장 여분의 튜브를 통해 IVC와 대 퇴 동맥에서 직접 수집 혈액의 개시 후 2 h.
  9. 2 시간 후 줄일 유량 펌프에 점차적으로 (의 과정을 통해 5 분), 그로 인하여 중지 ECMO.
  10. 계속 또 다른 10 분에 대 한 중요 한 매개 변수를 기록 합니다.
  11. 실험 동물을 exsanguinating 하 고 혈액과 장기를 수확 하 여 마무리.

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결과

이 프로토콜 veno 정 맥 ECMO는 마우스에서의 방법을 설명합니다. 이 모델은 신뢰할 수 있는 하 고 재현할 수, 호흡과 순환 상 검거12,13CPB의 앞에서 설명한 모델에 비해, 그것은 덜 기술적으로 확립을 요구.

정 맥 시스템에 ECMO 흐름 1.5와 5 mL/min 사이 유지 되었다. 평균 동맥 압력 ECMO 회로에 여분의 못쓰게 솔루션을 추가 하 여 70, 85 mmHg 사이 유지 했다. 일반적으로, 추가 못쓰게 솔루션의 0.1 mL의 회로에 ECMO 동안 혈액 볼륨의 대체 수 있습니다. 모든 볼륨 대체 또는 버퍼링 솔루션을 통해 대 퇴 동맥 또는 공기 트래핑 저수지 부여 했다.

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토론

이전에 우리는 마우스12,13CPB의 성공적인 모델을 설명합니다. 같은 모델을 구현 하기 위해 급성 또는 말기 폐 질환 마우스는 사용 하기 쉬운 veno 정 맥 ECMO 회로 개발. CPB 모델, veno 정 맥에 다른 ECMO 필요 하지 않습니다 sternotomy 대동맥의 클램핑 등 복잡 한 수술 절차 따라서 완전히 heparinized 동물에 상처 출혈의 위험을 감소. 혈전과 oxygenator의 색전술을 피하기 위해, 2.5 IU 덤플링을/kg의 각 동물에 주어 집니다. 이 복용량의 활성화 된 응고 시간 (ACT)는 혈액의 전체 anticoagulation 이전 측정에 근거 했다 (> 800 초 법). 마이크로-oxygenator에서 헤 파 린 코팅의 부재로 인해 우리의 anticoagulation 프로토콜 우리의 CPB 절차와 유사한 것 유지 했다.

CPB 회로 비해...

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 프로젝트는 도이치 가운데에서 KFO 311 그랜트에 의해 지원 되었다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
SterofundinB.Braun Petzold GmbHPZN : 8609189테트라 스판
테트라 스판 6 % 솔루션B. 브라운 Melsungen AGPZN :05565416 1 : 1 Sterofundin
Heparin Natrium 25.000Ratiopharm GmbHPZN :3029843 2,5 IU / ml 프라이밍
NaHCO3 8,4 % 솔루션B. 브라운 Melsungen AGPZN :프라이밍 솔루션 1579775 3 %
CarprofenZoetis Inc., 미국PZN:002896155mg/kg/BW
1 Fr PU 카테터Instechlabs INC., 미국C10PU-MCA1301경동
2 Fr PU 카테터Instechlabs INC., 미국C20PU-MJV1302경정맥
8-0 실크 봉합사 꼰Ashaway 라인 & Twine Co., USA75290ligature
IsofluranePiramal Critical Care GmbHPZN:9714675narcosis
스프링 가위 - 6mm BladesFine Science Tools GmbH15020-15instruments
Spring Scissors - 2mm Blades FineScience Tools GmbH15000-03instruments
Halsted-Mosquito HemostatFine Science Tools GmbH13009-12악기
Dumont #55 ForcepsFine Science Tools GmbH11295-51기기
Castroviejo 마이크로 니들 홀더 - 9cmFine Science Tools GmbH12060-02기기
Micro SerrefinesFine Science Tools GmbH18555-01기기
Bulldog SerrefineFine Science Tools GmbH18050-28기기
Isoflurane 기화기 Dräger 19.1박사 & auml; gerwerk AG & Co. KGaA마취 1,3 -2,5%
ISOHEART 소프트웨어를 사용한 다중 채널 데이터 수집 장치Hugo Sachs Elektronik GmbH, 독일침습적 압력, ECG, t ° C
i-STAT 휴대용 장치Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA혈액 가스 분석
i-STAT CG4 + 및 CG8 + 카트리지Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA혈액 가스 분석
C57Bl/6 마우스, 수컷, 30g, 14주 된Charles River Laboratories1주일 전에 보관
맥

참고문헌

  1. Hill, J. D., et al. Prolonged Extracorporeal Oxygenation for Acute Post-Traumatic Respiratory Failure (Shock-Lung Syndrome). New England Journal of Medicine. 286 (12), 629-634 (1972).
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  12. Madrahimov, N., et al. Novel mouse model of cardiopulmonary bypass. European Journal of Cardio-thoracic Surgery. 53 (1), 186-193 (2017).
  13. Madrahimov, N., et al. Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach. J. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).

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