Name: 마취 유발 신경 독성 (AIDN) 연구를위한 돼지 모델의 사용 : 번역 신경 과학적 접근법 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 38 s
Description: 배우세요 신생아 뇌에 대한 마취제 효과를 평가하는 돼지 새끼 모델을 사용한 방법을 통해 마취 유발 신경 독성 메커니즘을 탐구하고 소아 마취 안전성 연구에 기여하는 번역 신경 과학적 접근법을 확인하세요.

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저자는 오하이오 주립 대학 실험 동물 정보 센터 (ULAR)의 공헌을 인정하고자합니다.

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</ol>

저자는 경쟁적 이익이 없다고 선언합니다.

중요한 프로토콜 단계 / 문제 해결 실험이 시작되면 비 침습성 생체 신호 모니터링은 유도로 시작해야합니다. 혈압, 심장 박동수, 산소 포화도 및 직장 온도를 쉽게 얻고 모니터링 할 수 있습니다. 이 동물들은 전신 마취 하에서 신속하게 저체온이 될 수 있기 때문에, 적절한 핵심 체온을 유지하기 위해 새끼 돼지는 공기 예열 장치 아래 있어야합니다. 말초 정맥 카테터의 신속한 배치는 유도 중에 발생하는 비상 사태의 치료를 허용합니다. isoflurane 절차와 희생 절차 모두를 통해 비 침습적 또는 침습적으로 돼지를 지속적으로 모니터링하는 것이 중요합니다. 돼지는 특히기도 관리 및 삽관 중 프로토콜을 통해 여러 단계에서 매우 빠르게 동맥혈 산소화를 경험할 수 있습니다. 우리는 8 %의 세보 플루 란을 사용하여 인간의 소아과 치료법을 반복하기 위해 마취를 유도합니다.유도. 그러나, 5 % isoflurane이 성공적으로 사용되고 적절합니다. 해부학 및 후두 경련의 경향을 감안할 때, 돼지 새끼는 삽 관하기가 어려울 수 있습니다. 유도 및 / 또는기도 관리 중에 돼지 새끼가 불포화되기 시작하면 안전한 산소 포화도와 충분한 마취 깊이를 회복하기 위해 100 % 산소와 세보 플루 란을 즉시면 콘을 통해 투여해야합니다. 마취 비행기가 삽관을 할만큼 충분히 깊어야하지만, 과도한 마취는 무호흡증을 유발할 수 있습니다. 동물의 환기 및 산소 공급에 대한 지속적인 경계가 필요하며 이에 따라 흡입 마취의 적정이 필요합니다. 일단 산소 공급이 회복되고 적절한 마취가 이루어지면 삽관을 다시 시도 할 수 있습니다. 안면 경추를 통한 양압 환기가 시도 될 수도 있지만 대개 성공하지 못합니다. 후두 경련이 발생하면 리도카인 용액을 voc에 직접 적용al cord는 기관 삽관을 허용하도록 지시된다. 응급 약물은 항상 이용 가능해야하며 생리적 교란을 교정하기 위해 프로토콜의 중요 부분에서 필요에 따라 관리해야합니다. 돼지의 마취 및 응급 약물 사용에 대한 철저한 논의는이 원고의 범위를 벗어나지 만 Swindle의 &quot;실험실에서의 돼지 : 수술, 마취, 영상 및 실험 기술&quot;은 훌륭한 자료입니다. 27 마찬가지로, 새끼 돼지는 정중선 흉골 절개술 중 흉강을 연 후에 희생 중에 급격히 탈 포화되기 시작할 수도 있습니다. 작업자는 빠르고 안전하게 작동하여 심장을 노출시키고 혈관 내 카테터를 삽입하여 차가운 PBS를 시동해야합니다. 뇌에 허혈성 손상을 방지하기 위해서는 철저한 저온 PBS 관류 (및 PFA로 신속하게 고정)가 필요합니다. 일단 돼지 새끼가 삽관되면, respi비 율 및 호 기말 이산화탄소 추적이 시작된다 ( 표 1 ). 적절한 마취를 유지하면서 인공 호흡기 지원을 적정하여 새끼 돼지의 호 기말 산소 및 인공 호흡을 안정화시킵니다. 우리는 인간에게 가능한 한 가깝게 사용되는 것을 모방하기 위해 기계 환기를 사용합니다. 산화성 스트레스의 가능성을 최소화하기 위해과 산소는 피해야합니다. isoflurane piglets는 대동맥 삽관 (cannulation)을 받는데 두 가지 이유가 있습니다 : 지속적으로 동맥 혈압을 모니터링하는 것; 절차 전반에 걸쳐 산 - 염기 상태, 혈액 가스 및 전해질을 평가하기 위해 동맥혈을 샘플링 할 수 있습니다. 대퇴 동맥의 사정은 어려울 수 있습니다. 자세한 내용은 비디오를 참조하십시오. 생존 실험을 위해,이 절차는 무균 조건 하에서 살균 작동 환경에서 수행되어야합니다. 대퇴 동맥을 삽관 한 후 필요에 따라 동맥혈 가스 및 혈청 전해질을 시간별로 모니터링하고항상성 유지 ( 표 1 ). 새끼 돼지는 충분한 포도당을 유지하기 위해 연속 덱스 트로 오스 함유 등장액을 받아야합니다. 실험을 통해 동물은 정상 체온에 대해 지속적으로 모니터링되어야하며 필요에 따라 강제 공기 예열을 제공해야합니다. 저체온증과 고열을 피하는 것도 똑같이 중요합니다. 이 프로토콜은 한쪽 반구의 &quot;신선한&quot;뇌와 하나의 반구의 고정 신경 조직을 제공하지만, 대체 연구 디자인을 수용하기 위해 쉽게 적용 할 수 있습니다. 추가 샘플은 새끼 돼지에서 수집 할 수 있습니다. CSF는 형광 투시 안내의 유무에 관계없이 새끼 돼지를 마취 한 후에 얻을 수 있습니다. 대퇴 동맥 도관을 비롯한 프로토콜의 다양한 단계에서뿐만 아니라 관류 직전에 혈관 카테터를 통해 좌심실에서 직접 혈액을 수집 할 수 있습니다. 회복기는 길어 지거나 짧아 질 수도 있습니다.<html> 만성 또는 급성 반응의 검사를 위해 각성되었다. 기술의 한계 이 프로토콜과 모델은 기술적으로 어렵습니다. 특히 생존 실험을 위해서는 숙련 된 조사자와 완벽하게 제공되는 운영 체제가 필요합니다. 조사자 (및 의정서의 특정 부분에 대한 보조원)는이 프로토콜의 외과 및 마취 구성 요소 모두에 익숙해야하며, 숙련을 위해 훈련 및 경험이 필요할 수 있습니다. piglet 모델은 비인간 영장류에 비해 비용이 훨씬 적지 만 다른 제한 사항으로는 설치류 모델에 비해 piglets의 비용이 포함됩니다. 새끼 돼지의 가격은 동물을 얻는 지역 및 농장에 따라 다르지만 동물 당 비용은 500 달러 미만이 될 수 있지만 사람이 아닌 영장류는 동물 당 수천 달러가 될 수 있습니다. 우리의 경험에 따르면, 동물 당 평균 비용은 일반적으로 약 $ 200입니다. jove_content &quot;&gt; 마지막으로, 발달중인 인간의 뇌를 모방하는 돼지 모델의 목적이기 때문에, 신생아 새끼 돼지 만 사용해야합니다. 중추 신경계는 빠른 성장기에 가장 취약하며, 새끼 돼지에서는이 기간이 출생 6 주에서 출생 후 5 주까지 8. 분만 일로부터 더 먼 나이 든 새끼 돼지를 사용하면 새끼 돼지 모델의 임상 적 타당성이 약화 될 위험이있다. 돼지 뇌 발달의 &quot;동등성&quot;에 관한 중요한 논쟁이 있지만 인간과 돼지 사이의 초기 출생 후의 두뇌 발달이 비교 될 때, 인간 신생아의 그것과 현저한 유사점이있다. 출생시, 인간과 돼지의 뇌는 각각 성인 체중의 27 %와 25 %이다 .14 존슨의 연구 결과 그리고 동료들에 따르면, 우리는 한 마리의 돼지 주간이 대략 한 달 동안 인간과 똑같다고 추론 할 수 있습니다 .9 이러한 결과는 wh<html> 뇌량 데이터는 Workman과 동료의 연구에 의해 검증되었습니다. 우리는 1-2 개월 된 인간을 근사시키기 위해 7-14 일 된 새끼 돼지를 선택했다. 그러나, 실험 목적이 돼지 두뇌 성장 분출의 절정을 모방하는 것이라면 더 어린 동물 (1-5 일 된)을 사용하는 것이 현명 할 수 있습니다. 이것은 새끼 돼지가 출생시 젖을 떼기 때문에 가능합니다. 새끼 돼지 모델의 사용은 인간과 돼지 출생 후 두뇌 발달 사이의 유사점과 관련하여 새로운 데이터가 이용 가능하게됨에 따라 적응할 것입니다. 대안 / 기존 방법에 대한 기술의 중요성 돼지는 뇌 발달 및 병태 생리 학적 반응에있어서 중요한 유사점을 포함하여 인간 신생아와 현저한 유사성을 가지고 있습니다. 따라서 임상 적으로 관련된 포유류 모델이며 개념 증명 연구는 돼지가 마취 신경 독성 연구에 적합한 모델임을 나타냅니다29 , 30. 또한 다른 유형의 발달 신경 과학 연구에도 쉽게 적용될 수있다.이 모델은 과학적 권위를 가지고 AIDN의 범위와 메커니즘을 조사하여 저산소증이나 고칼슘증과 같은 혼란을 야기 할 우려를 최소화하도록 설계되었다. 마취 유도로 오인 될 수있는 신경 학적 손상을 일으키기 때문에, 돼지 수술은 수술 전과 수술 후 마취 상태 및 소아 환자의 경험과 동일한 수술로 치료됩니다. 기법 마스터 링 후의 향후 방향 및 응용 앞으로 돼지 새끼들은 neurocognitive 검사에 매우 순종적입니다 17 . 이 속성은 향후 실험에서 마취 노출 후 neurocognitive 결과를 복잡하고 종합적으로 평가할 수있게합니다. 임상 환경에서 아이들은 가장 자주 마취를 겪는다는 것을 강조해야한다.ra 생리 학적으로 스트레스가 많은 수술 (수술). 마취와 수술후 염증 사이의 상호 작용뿐만 아니라 (설치류와 영장류에서 볼 수 있듯이) 결과적인 신경 손상 및 / 또는 독성은 추가 탐험과 중요한 고려가 필요합니다. 신생아 새끼 돼지는 수술의 혼란스러운 영향없이 개발중인 뇌에서 마취 효과에 대한 독특하고 임상 적으로 관련된 기본 모델을 제공합니다 (어린이의 일반적인 임상 시나리오를 모방 함). 다양한 유형의 수술이나 다른 혼란 (뇌 허혈, 뇌 손상, 유전 적 소인 등 )의 영향은 이제이 모델을 사용하여 신뢰할 수있게 테스트 할 수 있습니다. 실험실에서 우리는 손상되지 않은 신경 회로에서 마취 및 AIDN의 메커니즘을 더 연구하기 위해 여러 가지 전기 생리 학적 및 전기 화학적 방법을 사용할 계획입니다. 이러한 기술에는 생체 내에서 신경 전달 물질 활성 측정, 전체 세포 패치 클램프 기록, 신경 영상 및뇌 조각에서 신경 생리학 연구. 미성숙 한 뇌에서의 신경 과학과 관련하여, 새끼 고양이는 인간 모델과 비교하여 인간에 더 관련이 있으며, 인간이 아닌 영장류에 존재하는 단점은 거의 없습니다. 추가 개발로, 새끼 돼지는 인간 발달 신경 과학 연구를위한 이상적인 모델 일 수 있습니다.

매년 미국의 수백만 명의 어린이들이 전신 마취를받습니다.이 중 많은 수가 4 세 미만입니다. 미성숙 뇌에 마취 효과를 이해하는 것이 필수적이되어 마취 유발 성 신경 독성 (AIDN)은 소아 마취 연구의 초점이되었습니다. 이전 연구에 따르면 isoflurane과 같이 일반적으로 사용되는 마취제는 젊은 동물의 뇌에서 증가 된 신경 세포 사멸을 일으킬 수 있습니다. 어린이 연구는 모호한 결과를 가져 왔습니다 2 . AIDN의 발병 기전을 이해하고, 예방 또는 개선을위한 잠재적 인 치료 표적을 확인하고, 가능한 가장 안전한 마취 요법을 기술하는 것은 소아 마비 공동체의 긴급한 목표가되었습니다. 이 연구의 주요 목표는 개발중인 뇌에 대한 마취제의 효과를 정량화하고 신중하게 자극하기위한 최적의 동물 모델 및 방법을 개발하는 것이 었습니다현재 광범위하게 사용되는 마취제의 안전성에 대한 조사를 설계했습니다. AIDN에 관한 현재의 전임상 문헌에 대한 최근의 체계적인 검토에서 저자들은 900 개 이상의 연구에서 유의미한 방법 론적 이질성을 발견했다. 많은 사람들은 이것을 임상 적으로 적절하고 잘 디자인 된 전임상 모델에 대한 요구로 간주했는데,이 모델에 대한 수년간의 연구에도 불구하고 아직 존재하지는 않습니다. 대부분의 설치류 모델은 필요에 따라 엄격한 생리적 모니터링, 혈액 샘플링 또는 기계 환기를 허용하지 않는 접근법을 사용합니다. 뇌는 생리 학적 장애에 매우 민감하기 때문에 그러한 모델의 결과에 의존하기가 어렵습니다. 이 모델의 개발을위한 주요 목표는 혈액 가스 매개 변수, 체온, 호흡 매개 변수 등의 모든 생리 변수가 필요에 따라 모니터링되고 수정되도록 설계하는 것이 었습니다. 4 . 번역 돼지 모델은 미래의 임상 연구에 알릴 수있는 관련 전임상 데이터의 필요성을 해결하기 위해 고안된이 리뷰 및 사설에서 추구 된 임상 적 관련성 수준을 제공합니다. GABA 타입 A (GABA A ) 수용체 작용제와 약한 NMDA 수용체 길항제 인 이소 플루 란은 전세계 임상 실습에서 일반적으로 사용되는 흡입 마취제입니다. isoflurane과 같은 마취제는 저혈압이나 저산소증을 일으키지 않는 한 안전하다고 간주되었습니다. 그러나 더 미묘한 효과가 발생할 수 있습니다. 뇌가 전신 마취에 노출되면 GABA a고 니즘 및 NMDA 길항 작용이 혼란되어 세포 구조, 연결성 및 기능이 변경됩니다. 또한, GABA는 일반적으로 억제 성 신경 전달 물질이지만 미성숙 한 뇌에서는 흥분성이있는 것으로 알려져 있습니다. GABA가 흥분성에서 억제 성으로 전환 할 때 정확하게 이해되지 않고 종에 따라 달라질 수 있습니다. 뇌에서 흥분성과 억제 성 입력 사이의 불균형이 소위 &quot;뇌 성장 스퍼트 (brain growth spurt)&quot;중에 발생하면 중요한 분자 경로의 흥분 독성 조절 장애로 인해 세포 자살 신경 퇴행과 같은 비정상적인 신경 발달로 이어질 수 있습니다. 아포토시스 증가뿐만 아니라, 산화 적 스트레스 및 염증이 또한 유도 될 수 있지만, 신경 세포의 증식, 신경 세포의 이동 및 축삭 arborization 억제되거나 조절되지 6 . 그물 결과는 adul로 지속될 수있는 neurocognitive 교란이다.2 . 젊은 포유 동물에 대한 이소 플루 란의 신경 독성 효과를 직접 측정하기 위해 신생아 새끼 돼지가 사용됩니다. 돼지는 다른 포유 동물보다 사람과 더 많은 CNS 유사성을 공유하며, 따라서 신경 발달 및 신경 해부학 적 유사성으로 인해 임상 관련 포유류 모델 인 AIDN에 이상적인 동물이됩니다. 인간과 새끼 돼지 둘 다 gyrencephalic brain을 소유하고 있으며, 뇌 gyri, 회색 물질 및 흰 물질의 특성과 분포가 유사합니다. piglet hippocampus, basal ganglia, brainstem도 지형 학적으로 인간과 유사합니다 7 . 발달 적으로, 새끼 돼지는 주 산기 뇌 성장 및 수초화를 겪는 소수의 비인간 포유류 중 하나입니다. utero에서 인간과 돼지 머리 두뇌는 모두 임신기 말기 임신 기간에 상당한 성장을합니다. 상관 관계에서 출생시 인간과 돼지의 뇌는 각각 성인 뇌의 27 %와 25 %이다. 자기 공명 영상 (magnetic resonance imaging)은 일주일 된 돼지 뇌의 뇌가 신경 성숙과 수지상 수 arborization과 관련하여 대략 한달 된 인간 뇌와 동등하다는 것을 밝혔다. 또한, 돼지와 인간의 뇌는 신경 발달 양상과 관련하여 많은 유사점을 공유합니다. 예를 들어, reelin 10 의 발현 및 mRNA 서열, 5-HT 뉴런 11 의 지형 분포, 및 신경관 폐쇄 12 는 모두 인간에서 보이는 것과 평행하다. 또한, piglets과 인간의 genomes 사이에 광범위한 상 동성이 있습니다 13 . 동물 모델의 관련성은 특히 인간의 뇌의 성숙과 병인에 관한 인간 병리학의 맥락에서 이해되어야한다. 현존하는 마취 독성 연구의 대부분은 설치류 모델을 사용한다.영장류 모델. 그러나 설치류와 영장류는 AIDN 조사에 이상적인 동물이 아닐 수도 있습니다. 널리 사용 되긴하지만, 설치류 두뇌는 발달 과정에서 인간과 크게 다릅니다. 가장 주목할만한 것은 설치류 동물은 뇌 각막 (또는 매끄러운) 두뇌를 가지고 있다는 점입니다. 설치류 뇌는 신경 학적으로 복잡한 유기체의 특성 인 자이 (gyri)와 설치 (sulci)가 부족합니다. 설치류 뇌는 또한 인간과 새끼 돼지와는 다른 출생 후의 뇌 성장 스퍼트 14 를 겪는다. 흡입 된 마취와 다른 뇌 영역의 취약성에는 변화가 있음이 관찰되었습니다 15 . 따라서 AIDN을 연구하기위한 동물 모델이 소아 환자에서 볼 수있는 마취 유발 뇌 변화를 가장 잘 모델링 할 수 있도록 신경 발달 및 신경 해부학 적으로 인간과 유사한 뇌를 소유해야합니다. 앞서 설명한 바와 같이, 새끼 돼지는이 역할에 훨씬 더 적합합니다. 또한, Morris 물 미로에서 평가 된 공간 학습 및 기억과 같은 설치류 neurocognitive 테스트의 일반적인 형태는 어린 아동의 neurocognitive 평가와 직접적으로 관련이 없거나 비교할 수 없습니다 16 . 발달 신경 과학을 위해 새끼 돼지를 사용하면 얻을 수있는 장점 중 하나는 어린 시절에도 신경인지 검사에 매우 적합하다는 것입니다. 다른 포유류 종에 유용한 것으로 여겨지는 수많은 neurocognitive 검사가 돼지에서 성공적으로 사용되고 검증되었습니다. 여전히 진화하는 분야인데, 새끼 돼지의 신경인지 평가는 경사 광선 모터 검사 17 , 18 및 거울 공간 인식 검사 19 와 같이 인간의 결함을 더 잘 모방하는보다 복잡한 검사를 포함합니다. 자돈의 외상성 뇌 손상 연구의 일환으로 경사 빔을 이용한 모터 테스트는 평가에서 높은 신뢰성을 보여줍니다모터 기능. 거울 테스트는 주변 환경의 기억과 음식 보상을 찾는 반사 이미지의 인식 및 활용을 보여줍니다. 반면에, 사람이 아닌 영장류는 소아 마취 연구에 더 적합한 모델이 될 수 있지만 비용과 사용상의 어려움을 포함하여 많은 금지 요인이 있습니다. 또한 조기 양육 조건, 특히 스트레스와 모성애 분리에 매우 민감합니다. 알로 스테 릭 조절제, 수용체 - 리간드 친 화성, 번역 후 변형, 수용체 아 단위 합성 및 선택적인 스 플라이 싱 변형과 같은 AIDN 연구에 중요한 요소는 영장류의 경우에는 알려져 있지 않습니다. 그러한 개념과 관련된 유전자는 복제되지 않았기 때문입니다. 대조적으로, 그들은 돼지에서 복제되었습니다. 따라서 비인간 영장류에서는 제한된 연구 만 수행되었다 21 , 22 </sup&gt;. 돼지 모델은 설치류 및 비인간 영장류 모델의 장점을 이용합니다 : 비인간 영장류 연구에 비해 비용 효과적이며 사용하기 쉽고, 소아 뇌와 신경 물리학 및 신경 생리학 적으로 유사합니다. 신경 과학 연구에서 돼지의 사용은 소아 신경 염증 상태를 검사 한 많은 연구를 포함하여 최근 몇 년 동안 증가 해왔다. 해마와 공간 학습에 대한 호흡기 바이러스 감염의 영향 24 , 뇌졸중 후 뇌 세포 죽음 24 , 외상성 뇌 손상 후 신경 발생 25 , 발작 중 효소 활동 26 이 신생아 새끼를 사용한 연구들 중 일부입니다. 이 실질적이고 성장하는 문헌은 마취 연구를위한 임상 적으로 적절하고 재현성 높은 자돈 모델의 적합성과 지속 가능성에 힘을 실어 준다.sia 유발 신경 독성.

<table><tbody><tr><td>Liqui-Wean</td><td>우유 특산품</td><td>454836</td><td></td></tr><tr><td>Piglet 마취 페이스 콘 마스크</td><td>VetEquip</td><td>921428</td><td></td></tr><tr><td>Masterflex L/S 연동 펌프</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-77916-20</td><td>일정하고 충분한 관류 속도를 달성할 수 있는 한 대체 연동 펌프를 사용할 수 있습니다</td></tr><tr><td>Masterflex L/S 펌프 튜브, 25피트</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-96410-24</td><td></td></tr><tr><td>14 G 혈관 카테터</td><td>Becton-Dickson</td><td>381164</td><td></td></tr><tr><td>10x PBS</td><td>Thermo-Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>파라포름알데히드 분말</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148-5KG</td><td>우리 실험실은 훨씬 더 비용 효율적이기 때문에 분말에서 이 시약을 만듭니다. 준비된 파라포름알데히드도 구입할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>2-메틸부탄</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M32631-4L</td><td></td></tr><tr><td>바늘 홀더</td><td>Teleflex</td><td>152720</td><td></td></tr><tr><td>직각 클램프</td><td>Teleflex</td><td>496217</td><td></td></tr><tr><td>Rongeurs</td><td>Teleflex</td><td>028120</td><td></td></tr><tr><td>Tenotomy 가위</td><td>Teleflex</td><td>423480</td><td></td></tr><tr><td>스티치 가위</td><td>Teleflex</td><td>423440</td><td></td></tr><tr><td>McPherson Tying Forceps</td><td>Teleflex</td><td>425200</td><td></td></tr><tr><td>Adson Tissue Forceps</td><td>Teleflex</td><td>181223</td><td></td></tr><tr><td>3-0 나일론 봉합</td>사 <td>Medline</td><td>ETH627H</td><td></td></tr><tr><td>Integra SL 마취 워크스테이션</td><td>DRE Veterinary</td><td>2350</td><td>이 마취 워크스테이션은 수술실에서 소아 환자가 경험하는 임상 모니터링을 가장 잘 모방하기 위해 선택되었습니다. 모든 마취 기계는 충분한 생리학적 모니터링 및 개입이 가능한 한 사용할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>후두경 핸들</td><td>Teleflex</td><td>8710000</td><td></td></tr><tr><td>Miller 1 후두경 블레이드</td><td>Teleflex</td><td>2216100</td><td></td></tr><tr><td>Bair Hugger</td><td>3M</td><td>750</td><td></td></tr><tr><td>Bair Hugger 몸통 담요</td><td>3M</td><td>540</td><td></td></tr><tr><td>iStat 휴대용</td><td>Abbott Point of Care</td><td>300</td><td>대체 현장 진료 동맥혈 가스 분석 장치를 사용할 수 있습니다</td></tr><tr><td>iStat 카트리지</td><td>Abbott Point of Care</td><td>CG8+</td><td></td></tr><tr><td>Dermabond Advanced Topic Skin Adhesive</td><td>Ethicon</td><td>DNX6</td><td></td></tr><tr><td>LMA Laryngotracheal Atomization Device</td><td>Teleflex</td><td>MAD720</td><td>국소 마취제에 적신 면 팁 애플리케이터도 사용할 수 있습니다</td></tr>. <tr><td>Sheridan CF 3.0 커프 기관내 튜브</td><td>Teleflex</td><td>5-10106</td><td>이 모델 ETT는 실험 중 ETT 폐색을 방지하는 데 중요한 머피의 눈을 가지고 있기 때문에 선택되었습니다</td></tr><tr><td>소아 삽관 Stylet</td><td>Smiths Medical</td><td>100/120/100</td><td></td></tr><tr><td>24 G 혈관 카테터</td><td>Becton-Dickson</td><td>381112</td><td></td></tr><tr><td>#10 일회용 메스</td><td>Ted Pella, Inc</td><td>549-9-10</td><td></td></tr><tr><td>동맥압 모니터링 키트 (3 프랑스어, 8cm 카테터)</td><td>쿡 메디컬</td><td>C-PMSY-300-FA</td><td>루어락 어댑터가 있는 간단한 폴리에틸렌 튜빙도 사용할 수 있습니다</td></tr> 인<tr><td>트라메딕 PE90 폴리에틸렌 튜빙</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-170-12D</td><td></td></tr><tr><td>모노젝트 블런트 캐뉼라</td><td>VWR International</td><td>15141-144</td><td></td></tr></tbody></table>

마취 유발 신경 독성 (aidn) 연구를위한 돼지 모델의 사용 : 번역 신경 과학적 접근법

Use of a Piglet Model for the Study of Anesthetic-induced Developmental Neurotoxicity (AIDN): A Translational Neuroscience Approach

수술이 필요한 많은 경우, 특히 어린이에게 마취는 피할 수 없습니다. 동물에서의 최근 연구는 마취 노출이 마취 유도 성 발달 신경 독성 (AIDN)으로 알려진 신경 세포 사멸로 이어질 수 있다는 우려를 제기했다. 또한, 어린이들에 대한 일부 임상 연구에서 마취 노출은 나중에 말기의 신경 발달 장애로 이어질 수 있다고 제안했다. 그럼에도 불구하고, 전임상 연구를위한 이상적인 동물 모델은 아직 개발되지 않았다. 신생아 새끼 돼지는 전임상 연구에 가치있는 모델이며, 이는 인간과 현저한 수의 유사성을 공유하기 때문입니다. piglets의 해부학 및 생리학은 생존 및 비 생존 과정 모두에서 인간의 수술 전과정을 엄격하게 시행 할 수있게 해줍니다. 대퇴 동맥 카테터 삽입은 가까운 모니터링을 가능하게하여 새끼 돼지의 활력 징후와 화학 물질의 이탈을 즉각적으로 교정 할 수있게합니다. 나는또한 새끼 돼지와 인간 신생아 사이에는 여러 가지 발달 상 유사점이있다. 실험을 위해 새끼 돼지를 사용하는 데 필요한 기술은 숙련 된 경험이 필요합니다. 소아과 마취 전문의는 조사 팀의 중요한 구성원입니다. 우리는 일반적인 의미에서 신경 발달 연구를위한 돼지 모델의 적절한 사용을 설명합니다.

<html> 40 마리의 새끼 돼지가 연구되었다 (18 마리의 이소 플루 란, 22 마리의 대조군). 연구 절차는 모든 동물에 잘 견딘다. 연구 된 모든 새끼 돼지는 수컷이었다. 나이 또는 체중과 관련하여 그룹간에 유의 한 차이는 없었다 ( 표 2, 그림 5 ). isoflurane 그룹의 실험 중 평균 실험실 값은 표 3 에 나와 있습니다. 이 값은 2 년 동안 여러 명의 기술자가 수술을 수행했기 때문에 실험 프로토콜이 내부 일관성과 재현성을 가지고 있음을 보여줍니다. 이 수치들에 의해 무의미한 것은 생리 학적 지혈을 유지하기 위해 수술 중에 많은 조정과 교정이 필요하다는 것입니다. CO 2 유지, 낮은 코어 체온 및 저혈당은 우리가 필요에 따라 포괄적 인 모니터링 및 조정을 피할 수 있었던 많은 혼란 요인 중 일부입니다. t &quot;fo : keep-together.within-page =&quot;1 &quot;&gt; <img alt="그림 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55193/55193fig1.jpg" /> 그림 1. 말초 정맥 선의 위치. 24 G 정맥 카테터를 주변 귀 정맥에 놓습니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55193/55193fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55193/55193fig2.jpg" /> 그림 2 : Piglet Intubation의 사건 순서. ( A ) 돼지는 삽관을 위해 옆으로 기댄 위치에 놓는다. 표준 모니터가 배치됩니다. ( B ) 후두경 검사자가 후두경 검사를하는 동안 조수가 구강에서 혀를 옮겼다. ( C ) 후두엽은 인간과 형태 학적으로 유사하다. 이 그림에서 th의 팁e 잎은 vallecula에있다. ( D ) 돼지의 후두 해부학은 인간과는 분명히 다르다. 성대는 후두 입구 깊이가 수 밀리미터에 이릅니다. 이 그림에서, 블레이드의 끝은 후두를 노출시켜 후두를 노출 시켰습니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55193/55193fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55193/55193fig3.jpg" /> 그림 3 : 대퇴부 동맥 접근. ( A ) 강제 공기 가온 장치를 이용하여 동물의 온도를 유지한다. 모니터링은 절차 전체에서 사용됩니다. 넓은 무균 장은 착색 된 클로르헥시딘으로 준비되고 동물은 fenestrated 살균 드레이프로 덮여 있습니다. ( B ) 사타구니 주름의 촉진은 대퇴 맥파를 나타낸다. ( C ) cr사타구니 주름에 대략 직각으로 길이 약 1.5 cm의 외피 꼬리 피부 절개가 대퇴 맥파 상부에 수행됩니다. ( D ) 대퇴 신경 튜브 번들을 드러내 기 위해서 무딘 절개가 이루어집니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55193/55193fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55193/55193fig4.jpg" /> 그림 4 : 대퇴 동맥의 사정. ( A ) 외측에서 내측으로, 신경 혈관 번들은 대퇴 신경, 동맥 및 정맥을 포함한다. ( B ) 대퇴 동맥은 혈관 루프 및 / 또는 봉합을 사용하여 격리된다. 근위 동점에 대한 지속적인 긴장은 동맥이 뚫린 채로 과도한 혈액 손실을 방지합니다 (혈관 미백 참조). ( C ) 바늘을 사용하여 대퇴부를 찔러 넣는다.동맥의 뒤쪽 벽에 천공을 피한다. 혈액이 되돌아 오면 가이드 와이어가 바늘을 통해 동맥으로 들어갑니다. ( D ) 바늘을 제거하고 카테터를 가이드 와이어 위로 들어 올려 대퇴 동맥 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55193/55193fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55193/55193fig5.jpg" /> 그림 5 : 대조 및 이소 플루 란 처리 된 돼지의 평균 체중과 연령 비교. 오차 막대는 +/- 1 표준 편차를 나타내며 각 오차 막대 위에 표준 편차 값이 표시됩니다. <img alt="1 번 테이블" src="/files/ftp_upload/55193/55193table1.jpg" /> 표 1 : 정상적인 돼지의 생체 신호, Arteri의 요약알 혈액 가스 및 혈청 전해질 값의 교정 방법 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55193/55193table1large.jpg" target="_blank">이 테이블의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="표 2" src="/files/ftp_upload/55193/55193table2.jpg" /> 표 2 : 대조군의 평균 체중과 연령 대 이소 플루 란 처리 된 돼지의 요약. 쌍을 이루지 않은 양측 T 검사를 시행 하였는데 두 군간에 유의 한 차이는 보이지 않았다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55193/55193table2large.jpg" target="_blank">이 테이블의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="표 3" src="/files/ftp_upload/55193/55193table3.jpg" /> 표 3 : 이소 플루 란 처리 동물의 평균 생체 신호 및 실험실 값. 일 동안생체 신호 및 실험실 값의 정상 범위에서의 편차가 즉시 교정됩니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55193/55193table3large.jpg" target="_blank">이 테이블의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

마취에 의해 유발 된 발달 신경 독성 (AIDN) 연구는 인간에게 광범위하게 적용 할 수없는 설치류에 초점을 맞 춥니 다. 비인간 영장류 모델은 더 적절하지만 비용이 많이 들지 않으며 실험에 사용하기가 어렵습니다. 대조적으로, 돼지는 마취 성 신경 독성의 연구에 이상적이며 임상 적으로 관련이 있고 실용적인 동물 모델입니다.

마취 유발 신경 독성 (AIDN) 연구를위한 돼지 모델의 사용 : 번역 신경 과학적 접근법

Anesthesia cannot be avoided in many cases when surgery is required, particularly in children.  Recent investigations in animals have raised concerns that ...

이 실험 절차의 전반적인 목표는 임상적으로 관련성이 높은 중개 연구용 새끼 돼지 모델에서 마취제가 신생아 뇌에 미치는 영향을 평가하는 것입니다. 이 방법은 독성이 어떻게 발생하는지, 그리고 그러한 독성에 수반되는 발달상 변화와 같이 마취 유발 신경독성 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 실험 전반에 걸쳐 생리학적 항상성이 유지되어 마취 유발 발달 신경독성 연구를 위한 중개 관련 동물 모델을 제공한다는 점입니다.마취 유도 단계 및 시술 전 과정 동안 펄스 옥시미터, 비침습적 혈압, 심전도 및 체온을 모니터링하십시오. 이 시술에서 가장 중요한 단계는 생리적 항상성을 유지하는 것입니다. 여기에는 모니터링, 체온 관리, 기계적 환기 및 혈액 화학 분석이 포함됩니다.새끼 돼지의 수술 준비를 위해, 먼저 외이정맥에 24 gauge 말초 정맥 카테터를 삽입합니다. 가열된 강제 공기로 새끼 돼지의 체온을 유지합니다. 직장 온도계를 사용하여 체온을 모니터링하고, 유지 속도로 등장성 용액이 포함된 포도당을 지속적으로 주입합니다.그 다음, 기관 삽관을 위해 새끼 돼지를 등으로 누운 자세(dorsal recumbent position)로 놓습니다. 이어서 삽관 중 경련을 방지하기 위해 성대에 2% lidocaine 0.5 milliliters를 분사한 후, 3 mm 커프 기관 튜브를 기관 내로 삽입합니다. 튜브를 고정하고 청진기로 흉부 청진을 하여 양측 폐음이 들리는지 확인하며, 지속적인 호기말 이산화탄소(end tidal carbon dioxide) 수치를 확인합니다.다음으로, 눈에 안연고를 도포합니다. 수술 시작 직전에 외주정맥관을 통해 광범위 항생제를 투여하여 수술 부위의 감염을 예방합니다. 이제, 적절한 무균 구역을 확보하기 위해 클로르헥시딘을 사용하여 양쪽 서혜부를 최소 두 번 세척하여 소독합니다.수술진은 캡, 마스크, 장갑 및 보안경을 착용하십시오. 그 다음 동물에게 드레이프를 덮습니다. 시작을 위해 서혜부 주름에서 대퇴동맥 박동을 촉진하십시오.그런 다음 메스를 사용하여 1.5 centimeter 길이의 표면적 두미측 절개를 실시합니다. 이어서 박근의 두 갈래 머리 사이를 둔성 박리합니다. 이제 대퇴 신경혈관다발의 위치를 확인합니다.일반적으로 두 근육 사이에서 발견됩니다. 그 다음 혈관 루프나 실크 타이(silk tie)를 사용하여 동맥의 근위단과 원위단을 분리합니다. 이어서 근위단의 루프를 이용해 동맥을 원위측 피부 높이까지 끌어올리고, 근위측 타이를 당겨 혈류를 차단합니다.견인을 유지하면서 건절술 가위를 사용하여 작은 동맥 절개술을 실시합니다. 그런 다음 카테터 또는 폴리에틸렌 튜브를 혈관 내부로 직접 삽입합니다. 즉시 혈액이 역류하는 것이 관찰되어야 합니다.이제 압력 변환기가 연결된 카테터를 즉시 부착하고 고정합니다. 그런 다음 절개 부위를 멸균 거즈로 덮고 카테터를 생리식염수로 세척합니다. 마취 노출 기간 동안 새끼 돼지의 활성 징후를 모니터링합니다.저혈압, 부정맥, 저체온증 또는 고체온증, 또는 저산소증을 나타낼 수 있는 섭동이 있는지 확인하십시오. 실험 중 최소 한 시간에 한 번씩 대퇴동맥 카테터에서 동맥혈 샘플을 채취하십시오. 그 다음 자동 분석 시스템을 사용하여 샘플로부터 혈액 수치를 수집하십시오.충분한 마취 노출 후, 대퇴동맥 카테터를 제거하고 근위부 혈관 실크 봉합사를 조심스럽게 묶어 대퇴동맥을 영구적으로 폐쇄하고 출혈을 방지합니다. 다음으로, 감염을 예방하기 위해 절개 부위를 10에서 20 mL의 식염수로 세척합니다. 완전한 지혈이 확인되면 3-0 실크 봉합사를 사용하여 단순 단속 봉합법으로 절개 부위를 폐쇄합니다.이제 통증 조절을 위해 상처 부위에 bupivacaine과 epinephrine을 침윤시킵니다. 그 다음 절개 부위에 멸균 외과용 피부 접착제를 도포하고, 마취를 중단한 뒤 새끼 돼지가 깨어날 때까지 기다립니다. 총 40마리의 수컷 새끼 돼지를 대상으로 연구를 수행하였습니다.대조군과 실험군 사이에 연령 또는 체중과 관련하여 유의미한 차이는 없었습니다. 모든 개체는 절차 동안 종합적으로 모니터링되었으며 모두 이를 잘 견뎌냈습니다. 이소플루레인(isoflurane) 그룹의 실험 중 평균 실험실 수치는 해당 절차의 내부 일관성과 재현성을 보여줍니다.이러한 일관성은 서로 다른 작업자들로부터 수집된 데이터를 통합하여 2년의 기간 동안 관찰되었습니다. 이 영상을 시청한 후, 여러분은 거의 모든 전임상 소아 연구 질문에 답하기 위해 생리학적으로 적절한 번역 새끼 돼지 모델을 사용하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 마취제 사용은 위험할 수 있으며, 이 절차를 수행할 때는 항상 적절한 마취 가스 제거 시스템과 같은 예방 조치를 취해야 함을 잊지 마십시오.

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Medicine

의학

대형 동물 모델은 신생아 질식의 생리학과 약리학의 시험에서 좋은 병진 값을 가진다. 신생아 piglets를 사용하여, 우리는 조직과 지역 혈류 역학, 생화학 및 pathologic 경로와 상관 관계가있는 산소 수송을 공부의 장점을 가지고 신생아 질식을 시뮬레이션 할 수있는 실험 프로토콜을 개발합니다.

신생아 질식의 돼지 모델

이 비디오는 미세전극배열(MEA)을 사용하여 마취된 신생아 새끼 돼지의 뇌 내 글루타메이트 수치를 측정하는 방법을 보여줍니다. 이 시술에는 돼지 두개골에 개두창을 만들고 MEA를 관심 뇌 영역에 삽입하는 것이 포함됩니다. MEA의 글루타메이트 산화효소로 코팅된 기록 부위는 세포외 뇌 글루타메이트를 과산화수소로 변환하여 측정 가능한 전류를 생성합니다. 이 전류는 마취 상태에서 뇌의 글루타메이트 수치를 결정하기 위해 배경 소음에 대해 측정되고 정규화됩니다.

Measuring Brain Glutamate Levels in Anesthesia in Neonatal Piglets Using a Microelectrode Array(미세전극 어레이를 사용한 신생아 새끼 돼지의 마취 하에서 뇌 글루타메이트 수치 측정)

주산기 질식에 따른 저산소성 허혈성 뇌병증은 동물 모델을 사용하여 연구할 수 있습니다. 우리는 신생아 저산소성-허혈성 뇌병증의 새끼 돼지 모델을 확립하는 데 필요한 절차를 보여줍니다.

신생아 저산소 - 허혈성 뇌증의 돼지 모델

Encephalopathy of prematurity는 조산으로 인한 손상과 관련된 중추 신경계 이상을 포함합니다. 이 보고서는 융모막염을 모방한 자궁 내 일시적인 전신 저산소증-허혈 및 양수 내 지질다당류 투여(LPS)에 대한 임상적으로 관련된 쥐 모델, 그리고 감염 자극 및 태반 관류 부족이 CNS 발달에 미치는 관련 영향을 설명합니다.

미숙아의 모델링 뇌증은 흰쥐의 내부 - 양수 리포 폴리 사카 라이드와 태아 저산소증 - 허혈을 사용하여

이 연구에서는 piglets. 에서 신경 전달 물질 활동 vivo에서 효소 기반 microelectrode 배열 (MEA) 기술의 새로운 사용 가설 그 조미료 dysregulation 마 취 neurotoxicity의 메커니즘에 기여 했다. 여기, 우리 마 취 유도 neurotoxicity의 메커니즘 연구 나 기술에 맞게 프로토콜을 제시.

마 취 유도 Neurotoxicity 그대로 돼지 뇌에서의 연구에 대 한 Microelectrode 배열 기술의 적응

여기, 우리의 현재 프로토콜 기록 telemetric 심장학 (EEGs) 진정 제를 사용 하지 않고 pigpen에서 직접 piglets를 자유롭게 이동에서 파열 일반적인 뇌 파 패턴을 기록 중 비-REM 수 면, 스핀 들 처럼 하 수 있습니다.

자유롭게 이동 Piglets에서 비 침 투 적인 뇌 파 기록

이 새끼 돼지 모델에는 수술 기구, 심정지까지 질식, 소생술 및 소생술 후 관찰이 포함됩니다. 이 모델은 동물당 다중 샘플링을 허용하고 지속적인 침습적 동맥 혈압, ECG 및 비침습적 심박출량 모니터링을 사용하여 주산기 질식 및 신생아 심폐소생술에서 혈역학 및 심장 병태생리학에 대한 지식을 제공합니다.

심정지, 소생술 및 자발순환 회복 후 심장 손상 및 혈역학을 연구하기 위한 새끼돼지 주산기 질식 모델

이 프로토콜은 기관지폐 이형성증의 분자 유발 요인에 대한 이해를 용이하게 하고 치료 번역을 향상시키기 위해 적절하지 않은 계면활성제 양, 고산소증, 고압 환기 및 염증을 포함하여 미숙아 폐에서 발생하는 초기 병원성 사건을 모델링하는 급성 폐 손상의 신생아 새끼 돼지 모델의 개발을 설명합니다.

미숙아 폐의 초기 환경을 재현하는 신생아 새끼 돼지 급성 폐 손상 모델 개발

신생아 돼지에 적용할 수 있도록 관상 또는 시상 절단을 절단할 수 있는 확장 가능한 뇌 매트릭스를 만드는 혁신적인 방법이 설명되었습니다. 이 저렴한 접근법은 아가로스 젤 뇌 성형 템플릿을 사용해 아크릴 판을 사용하며, 여러 종에 적용되고 뇌 성장을 수용하기 위한 확장도 허용합니다.

발달 단계에 걸쳐 맞춤화 가능한 확장 가능한 뇌 매트릭스 제작

표시 셀 다중 광자 현미경을 통해 혀를 이내 구강 암 종양 침략의 양적 모니터링 마우스 모델을 생성에 관련된 기술의 포괄적인 개요는 제공됩니다. 이 시스템은 침입 방지 화합물의 분자 평가 및 약물 효능을위한 유용한 플랫폼이 될 수 있습니다.

구강 편평 세포 암종의 Orthotopic 마우스 모델에서 종양 세포 침략의 다중 광자 이미징

배우세요 신생아 뇌에 대한 마취제 효과를 평가하는 돼지 새끼 모델을 사용한 방법을 통해 마취 유발 신경 독성 메커니즘을 탐구하고 소아 마취 안전성 연구에 기여하는 번역 신경 과학적 접근법을 확인하세요.

마취 유발 신경 독성 (AIDN) 연구를위한 돼지 모델의 사용 : 번역 신경 과학적 접근법

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