Name: 쥐에서 정중선 개복술을 통한 가역적 내장 동맥 허혈, 정맥 울혈 및 결합 관류 장애 제어 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-07-05T14:50:00.000+00:00
Duration: 4 min 57 s
Description: 학습하세요 쥐 모델에서 정중선 개복술을 통한 가역적 내장 동맥 허혈 및 정맥 울혈 제어 방법을. 고분광 영상으로 산소화와 관류를 측정하여 장기 허혈 상태를 정량 분석할 수 있습니다.

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여기에 설명된 모든 동물 활동은 공인된 시설에서 수행되었으며 독일 카를스루에에 있는 바덴-뷔르템베르크 지역 위원회의 기관 동물 보호 및 사용 위원회(IACUC)의 승인을 받았습니다(35-9185.81/G-62/23). 실험동물은 제도적 기준, 동물사용 및 관리에 관한 독일법, 유럽공동체이사회(European Community Council, 2010/63/EU) 및 ARRIVE 가이드라인에 따라 관리되었다. 주문 중량이 400g인 수컷 Sprague Dawley 쥐를 일주일 동안 적응시킨 후 사용했습니다. 이 연구에 사용된 시약 및 장비의 세부 사항은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 마취와 진통
<ol><li>기관 프로토콜에 따라 약물로 쥐를 마취하십시오. 이소플루란은 진정 유도 후 체중 100mg/kg 케타민과 체중 4mg/kg 자일라진의 i.p. 주사에 권장됩니다. 추가 진통은 5 mg/kg 체중 carprofen의 s.c. 주사로 달성될 수 있습니다. 자세한 내용은 Studier-Fischer et al.13을 참조하십시오.</li>
	<li>눈의 건조를 방지하기 위해 안과 연고를 눈에 바르십시오.</li>
	<li>수술용 집게를 사용한 발가락 꼬집 테스트를 사용하여 적절한 항문 깊이를 보장합니다.</li>
	<li>수술 중 마취 깊이를 정기적으로 재평가하고 조정하십시오.</li>
</ol>2. 절차 준비
<ol><li>분리 가능한 미세혈관 cl을 포함하여 필요한 모든 재료와 기구로 스크럽 테이블을 준비합니다.amps 및 애플리케이터(그림 2A-C), 뭉툭한 오버홀트 clamp, 미세 준비 가위 및 집게.<ol><li>캐뉼라를 팁에서 1cm, 135° 각도로 접어 수술 준비 고리를 준비하고 수술용 모기 클램프를 사용하여 장력을 가할 준비가 된 Luer-lock을 통해 플라스틱 관류관에 연결합니다(그림 2D,E).</li>
	</ol></li>
	<li>Studier-Fischer et al.13에 명시된 대로 Y자형 고정 막대 및 가열 패드를 포함한 설치류 수술 노출 장치를 준비합니다.</li>
	<li>신생아용 안면 마스크를 사용하여 100% 산소를 흡입 하여 적절한 산소 공급이 이루어지는지 확인합니다(그림 2F).</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67171/67171fig02.jpg"> 그림 2: 실험 및 동물 설정. (A) 필요한 수술 기구 및 재료. (나,씨) 분리 가능한 미세혈관 클램프 및 애플리케이터. (D,E) 관류관에 연결된 접힌 캐뉼러는 수술 준비 고리로 사용됩니다. (에프,지) 안면 마스크로 산소를 공급하고 면도한 쥐 모델. (H) 전체 복부 길이에 걸친 피부 절개. (I-M) xiphoid 절제 및 지혈. (N-Q) 팔시폼 인대의 간 동원 및 박리(화살표 1). (R) 개복술 후 장기의 노출을 나타내는 준비 후크 및 금속 스탠드의 적용. (S) 뭉툭한 갈고리(화살표 2), 실리콘 혈관 고리(화살표 3), 수술용 압박(화살표 4)을 사용하여 복부 주요 혈관을 완전히 내장 노출. (티,유) 복부 대동맥 및 기갑 정맥. (V) 비외상성 준비 도구. (W) 가습 면 교체(화살표 5). (X) 겸자(화살표 6) 및 뭉툭한 오버홀트 클램프(화살표 7)의 가습 압축. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67171/67171fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
3. 수술 준비
<ol><li>정중선 개복술을 위해 수술 접근 부위를 면도합니다(그림 2G). 원하는 복부 길이, 즉 약 7cm(그림 2H)에 걸쳐 피부 절개를 수행하고, 근막을 절개하여 개복술을 진행하고, 부착된 플라스틱 튜브와 수술용 모기 클램프가 있는 수술 준비 고리를 피부를 통해 꿰매십시오. 수술 준비 고리를 사용하여 수술 부위를 노출시키고 조직에 장력을 가합니다.</li>
	<li>복막은 흉골 시작 부분에서 몇 밀리미터 아래까지만 두개골로 절제하고 복막의 일부는 그대로 두십시오. 흉골 아래에 수술용 압박의 일부를 놓고 (그림 2I) 강력한 재료 가위로 xiphoids를 절제합니다. 관류가 잘 된 이 부위의 충분한 지혈을 달성하기 위해 외과적 압박술을 사용하여 절제 부위에 압력을 가합니다(그림 2I-M).</li>
	<li>간을 배꼬리로 동원하여 팔시형 인대를 노출시키고(그림 2N) 인대를 절개합니다(그림 2O-Q).</li>
	<li>지혈 조절을 위해 주요 혈관의 클램핑을 수행해야 하는 위치에 따라 복부 주요 혈관(그림 2R)과 실리콘 혈관 고리로 매달린 혈관(그림 2S-U)을 완전히 내장 노출을 수행합니다. 가습 면봉(그림 2W), 겸자의 가습 압박 및 뭉툭한 오버홀트 클램프(그림 2X)와 같은 비외상성 준비 도구(그림 2V)만 사용해야 합니다.</li>
</ol>4. 동맥 허혈에 대한 복부 대동맥의 준비 및 클램핑
<ol><li>좌측 부신 동맥에 접근하기 위해 비외상성 준비 도구를 사용하여 상복부 장기의 좌측 내측화를 수행합니다(그림 3A-D).</li>
	<li>일반적으로 왼쪽 부신 동맥의 두개골 확장 내측에 있는 맥동 부위를 식별하여 대동맥의 경과를 나타냅니다(그림 3E). 복부 대동맥에 접근하기 위해 둔부 박리를 위한 오버홀트 클램프를 사용하여 연조직을 통해 전진합니다(그림 3F,G).</li>
	<li>뭉툭한 오버홀트 클램프(그림 3H-L)를 사용하여 복부 대동맥을 가장 두개골 끝에서 터널링하고 실리콘 혈관 고리(그림 3M-T)를 사용하여 대동맥을 슬링합니다.</li>
	<li>실리콘 루프를 사용하여 적절한 동맥류 미세혈관 클램프를 적용하여 대동맥을 복부로 약간 탈구시키고 동맥류 미세혈관 클램프를 실리콘 루프를 따라 안내하여 격리된 대동맥 클램핑을 보장합니다(그림 3U). 연구 질문에 따라 미세혈관 클램프가 다시 해제될 수 있습니다.</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67171/67171fig03.jpg"> 그림 3: 복부 대동맥의 준비 및 클램핑. (A) 내장 장기의 노출. (B-E) 좌측 부신 동맥에 접근하기 위해 비외상성 준비 도구를 사용하는 상복부 장기의 좌측 내측화. (에프,지) 복부 대동맥에 접근하기 위해 맥동 부위(회색 화살표)에서 왼쪽 부신 동맥의 내측을 둔하게 절개합니다. (H-L) 뭉툭한 오버홀트 클램프를 사용한 복부 대동맥 터널링. (엠티) 실리콘 혈관 고리를 사용하여 대동맥을 슬링합니다. (U) 실리콘 루프를 지침으로 사용하여 이완 가능한 동맥류 미세혈관 클램프를 적용합니다. (V-Z) 대동맥(빨간색)과 실리콘 혈관 루프를 기준으로 한 셀리악 동맥(주황색)의 시각화. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67171/67171fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
5. 정맥 울혈에 대한 suprahepatic abdominal caval vein의 준비 및 클램핑
<ol><li>비외상성 준비 기구를 사용하여 간을 오른쪽으로 움직이고, 간 인대를 날카롭게 절개하고, 간을 더 측면화합니다(그림 4A-C).</li>
	<li>뭉툭한 오버홀트 클램프를 사용하여 횡격막의 왼쪽 crus에 있는 후간 공간을 엽니다(그림 4D-G).</li>
	<li>뭉툭한 오버홀트 클램프(그림 4H-K)를 사용하여 기골 정맥을 터널링하고 실리콘 혈관 고리(그림 4L-O)를 사용하여 기골 정맥을 슬링합니다.</li>
	<li>실리콘 루프를 사용하여 적절한 동맥류 미세혈관 클램프를 적용하여 기갑 정맥을 복부로 약간 탈구시키고 동맥류 미세혈관 클램프를 실리콘 루프를 따라 안내하여 기갑 정맥의 격리된 클램핑을 보장합니다(그림 4R).</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67171/67171fig04.jpg"> 그림 4: suprahepatic abdominal caval vein의 준비 및 클램핑. (A) 두개골 내장 장기의 노출. (B) 비외상성 준비 기구를 사용한 간의 조직 보호 동원 및 간 인대의 날카로운 절개. (C) 간의 측면화. (D-G) 후간(retrohepatic space)의 개구부와 횡격막의 왼쪽 crus에서 준비. (H-K) 뭉툭한 오버홀트 클램프를 사용한 기갑맥(파란색)의 터널링. (L-O) 실리콘 혈관 고리를 사용하여 기갑 정맥을 슬링합니다. (피,큐) 기갑의 혈류를 잠정적으로 제한하기 위해 긴장을 가합니다. (R) 실리콘 루프를 지침으로 사용하여 이완 가능한 동맥류 미세혈관 클램프를 적용합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67171/67171fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
6. 복합 관류를 위한 복부 대동맥 및 복부 상부 정맥의 클램핑
<ol><li>대동맥과 기갑 정맥이 모두 실리콘 혈관 고리로 고정될 때까지 위의 단계를 수행합니다. 안내를 위해 실리콘 루프를 사용하여 두 혈관에 동맥류 미세혈관 클램프를 다시 적용하여 진행합니다. 먼저 대동맥을 클램핑하고 후속 대동맥 클램핑까지 필요한 시간을 몇 초로 최소화하는 것이 좋습니다. 참고: 원하는 시나리오와 연구 목적에 따라, 관류율은 계속 진행되거나 정해진 기간 후에 해제될 수 있으며, 동물은 비생존 신청을 위해 날카로운 심장 절제술(제도적으로 승인된 프로토콜에 따름)로 안락사시키거나, 계획된 추적 관찰 및 생존 실험의 경우 외과적 봉합사를 사용하여 단계적 복부 폐쇄를 받을 수 있습니다. 본 연구를 위해 동물들은 안락사되었다.</li>
</ol>

<meta charset="utf8"></head><body>내장 장기 관류 연구를 위한 쥐 모델

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국소 또는 전신 조직 관류 불량 상태의 형태로 조직 관류 박탈의 의미는 오랫동안 인식되어 왔지만, 이는 미국과 유럽 모두에서 이환율 및 사망률의 주요 원인 중 하나로 지속되고 있습니다1. 이러한 관류 불량 상태는 악성 종양과 패혈성 염증에 이어 조직 저하의 세 번째 주요 원인이지만, 후자의 두 가지에 비해 훨씬 더 넓은 기원 스펙트럼을 가지고 있습니다2.
이 스펙트럼은 혈전색전폐색을 동반한 심방세동, 혈관 수축, 의인성 또는 외상성 박리와 같은 국소적 기전부터 심부전 또는 쇼크, 패혈증, 저혈량혈증 및 도루 현상과 같은 전신 기전에 이르기까지 다양합니다. 이러한 다양한 메커니즘은 다양한 의료 및 외과 질환의 기초가 됩니다. 이러한 질환과 관련된 심각한 이환율과 사망률로 인해 수십 년 동안 괴사를 예방하고 장기 기능을 회복하기 위해 관류 불량 조직으로의 혈류를 복원하는 절차에 대한 의학적 관심이 높아졌습니다3.
이러한 연구 노력은 우회 수술4, 혈관 내 시술5, 체외막산소화6,7, 이식 중 장기 기계 관류8, 인공 혈액 대체물9의 발전을 포함하여 생리적 장기 관류를 복원하기 위한 다양한 제약, 의료 및 수술 솔루션으로 이어졌습니다.
그러나 이러한 중요한 발전에도 불구하고 특히 내장 장기의 관류 불량은 환자 치료에서 시급한 문제로 남아 있으며 생물 의학 과정 및 구조 전략에 대한 추가 연구에 대한 수요가 높습니다. 유효한 생물학적 모델은 이러한 종류의 연구를 가능하게 하는 데 가장 중요합니다. 세포 생물학뿐만 아니라 혈관 미세해부학 및 유변학을 포함하는 조직 관류 연구의 다요인 측면으로 인해 적절한 모델에는 완전한 모델 유기체만이 제공할 수 있는 정도의 생물학적 복잡성이 필요하므로 설치류는 명백한 선택 모델입니다.
조직 관류 장애는 고립성 동맥 허혈, 고립성 정맥 울혈, 복합 관류 장애의 세 가지 조건으로 구분할 수 있다10. 이러한 상태에 대한 임상적으로 관련된 시나리오는 다음과 같습니다: 동맥 허혈: 혈전 색전증을 동반한 심방세동, 패혈성 색전증, 혈관 수축, 의인성 또는 외상성 혈관 박리 또는 클램핑, 심장 기능 부전 또는 쇼크, 대동맥 박리, 패혈증 및 저혈량혈증, 외부 수축으로 인한 극심한 동맥 폐쇄, 폐동맥 색전증, 만성 동맥 혈관 폐색 질환 또는 스틸 현상; (2) 정맥 울혈 : 의인성 또는 외상성 혈관 박리 또는 클램핑, 심부전, 간 섬유증 또는 간경변, 외부 수축으로 인한 정맥 폐쇄, 정맥 혈전증, 정맥 부전 및 Budd-Chiari 증후군; (3) 복합 관류: 허혈성 염증(예: 허혈성 대장염)과 같은 특정 장기 상태뿐만 아니라 허혈성 섬유증으로 인한 이차성 정맥 울혈 또는 울혈로 인한 이차성 동맥 허혈과 같은 위와 앞서 언급한 상태의 진행된 단계의 조합11,12.
따라서 이 논문은 그림 1과 같이 생존 및 비생존 응용 프로그램 모두를 위해 쥐에서 정중선 개복술을 통한 통제되고 가역적인 내장 동맥 허혈, 정맥 울혈 및 복합 관류를 유도하기 위한 단계별 모델을 제공하는 것을 목표로 합니다. 실험 모델은 동맥 허혈, 정맥 울혈 및 이들의 결합된 후유증의 다면적 역학을 연구하기 위한 통제된 환경을 제공하며, 다양한 조건에서 발생하는 임상적으로 관련된 시나리오를 모방합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67171/67171fig01.jpg"> 그림 1: 프로토콜 개요. 혈관 쥐의 해부학적 구조와 클램핑 부위의 묘사(회색 화살표)의 개략도. (A) 생리적 관류. (B) 동맥 허혈. (C) 정맥 울혈. (D) 복합 관류 부전. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67171/67171fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

<table><tbody><tr><td>비외상성 제제 겸자</td><td>Aesculap</td><td>FB395R</td><td>DE BAKEY ATRAUMATA 외상성 겸자, 스트레이트</td></tr><tr><td>블런트 오버홀트 클램프</td><td>Aesculap</td><td>BJ012R</td><td>BABY-MIXTER 준비 및 합자 클램프, 구부러진, 180mm</td></tr><tr><td>캐뉼러</td><td>BD (Beckton, Dickinson)</td><td>301300</td><td>BD Microlance 3 캐뉼라 20G</td></tr><tr><td>고정 막대</td><td>legefirm</td><td>500343896</td><td>y 자형 금속 고정 막대로 사용되는 튜닝 포크</td></tr><tr><td>가열 패드</td><td>Royal Gardineer</td><td>IP67</td><td>Royal Gardineer 가열 패드 크기 S, 20 와트</td></tr><tr><td>플라스틱 퍼퓨저 튜브</td><td>M. Schilling GmbH</td><td>S702NC150</td><td>연결 튜브 COEX 150cm</td></tr><tr><td>실리콘 용기 루프 넥타이</td><td>SERAG WIESSNER</td><td>SL26</td><td>실리콘 용기 루프 넥타이 2,5 mm 빨간색</td></tr><tr><td>Spraque Dawley 쥐</td><td>Janvier Labs</td><td>RN-SD-M</td><td>Spraque Dawley</td></tr><tr><td>rat 강판</td><td>Maschinenbau Feld GmbH</td><td>C010206</td><td>아연 도금 시트 플레이트, 40 x 50cm, 두께 4.0mm</td></tr><tr><td>Yasargil 클립</td><td>Aesculap</td><td>FE795K</td><td>YASARGIL 동맥류 클립 시스템 Phynox 임시(표준) 클립</td></tr><tr><td>Yasargil 클립 어플리케이터</td><td>Aesculap</td><td>FE558K</td><td>YASARGIL 동맥류 클립 어플리케이터 Phynox (표준)</td></tr></tbody></table>

쥐에서 정중선 개복술을 통한 가역적 내장 동맥 허혈, 정맥 울혈 및 결합 관류 장애 제어

Controlled Reversible Visceral Arterial Ischemia, Venous Congestion and Combined Malperfusion via Midline Laparotomy in Rats

이 프로토콜은 비생존 환경에서 10마리의 수컷 쥐(평균 체중 403g ± 26g)에서 수행되었습니다. 성공률은 동맥 클램핑, 정맥 클램핑, 5분 클램핑과 10분의 재관류 결합 후 20분 이상 생존율로 정의되었으며, 각각 100%였습니다. 피부 절개에서 두 혈관을 실리콘 루프로 매달릴 때까지의 평균 준비 시간은 11분 45초 ± 3분 23초였습니다.
4가지 다른 관류 상태의 검증을 위해 5개의 내장 기관에서 초분광 이미징(HSI)을 사용하여 산소화(StO2) 및 관류(NIR)에 대한 지수 매개변수를 측정했습니다(그림 5).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67171/67171fig05.jpg"> 그림 5: 관류 불량 모델의 검증. (A,B) n = 10마리의 동물로 4개의 서로 다른 관류 상태와 5개의 서로 다른 내장 기관에 대한 HSI 산소화 및 관류 값의 정량화. (C-F) 4가지 다른 관류 상태에 걸쳐 내장 기관을 포함하는 HSI 녹음의 RGB 및 색상으로 구분된 인덱스 사진. 오차 막대는 표준 편차를 나타냅니다. 눈금 막대는 5cm를 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67171/67171fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
값은 임의의 단위로 제공되었으며 생리적 장기 상태에 비해 관류 상태가 유의하게 감소한 것으로 나타났습니다(표 1). 초분광 결과는 이 연구에서 본 값과 일치하는 장기 특이적 HSI StO2 컷오프 값을 사용하여 조직의 생존력 및 관류를 평가할 수 있음을 나타내는 최근 간행물과 일치했습니다14,15. 위의 경우 생리관류가 64.1%(±9.4%), 동맥허혈이 43.1%(±7.4%), 정맥허혈이 40.5%(±5.4%), 복합관류가 39.3%(±4.5%)였다.
이것들은 비생존 실험이었기 때문에, 동물들의 장기적인 결과에 대한 실험 데이터는 없다. 그러나 다른 연구에서는 30분 및 60분 동안 상장간막 동맥 클램핑16,17을 겪은 쥐의 경우 24시간 동안 100% 및 57% 생존율을 보고하고 이를 열 충격 단백질 70의 혈청 수준과 성공적으로 연관시켰습니다. 결과적으로, 이것은 다양한 클램핑 시간에 따라 향후 생존 연구에서 결과를 평가할 수 있는 가능한 방법이 될 수 있습니다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>매개 변수</td>
			<td>기관</td>
			<td>기준선</td>
			<td>동맥 허혈</td>
			<td>정맥 울혈</td>
			<td>복합 실류</td>
		</tr><tr><td rowspan="5">스토2</td>
			<td>위</td>
			<td>64.1% (±9.4%)</td>
			<td>43.1% (±7.4%)</td>
			<td>40.5% (±5.4%)</td>
			<td>39.3% (±4.5%)</td>
		</tr><tr><td>소장</td>
			<td>78.4% (±5.1%)</td>
			<td>44.8% (±5.5%)</td>
			<td>38.0% (±7.9%)</td>
			<td>41.9% (±6.9%)</td>
		</tr><tr><td>콜론</td>
			<td>74.6% (±5.0%)</td>
			<td>56.0% (±6.3%)</td>
			<td>51.3% (±4.1%)</td>
			<td>51.8% (±2.9%)</td>
		</tr><tr><td>간</td>
			<td>39.5% (±9.7%)</td>
			<td>16.9% (±2.6%)</td>
			<td>9.5% (±0.8%)</td>
			<td>9.3% (±1.1%)</td>
		</tr><tr><td>신장</td>
			<td>71.0% (±3.8%)</td>
			<td>26.3% (±3.0%)</td>
			<td>18.6% (±2.5%)</td>
			<td>21.2% (±2.6%)</td>
		</tr><tr><td rowspan="5">NIR (근적외선 분</td>
			<td>위</td>
			<td>20.0% (±9.3%)</td>
			<td>8.3% (±6.7%)</td>
			<td>6.8% (±5.1%)</td>
			<td>7.5% (±8.1%)</td>
		</tr><tr><td>소장</td>
			<td>38.6% (±17.4%)</td>
			<td>12.9% (±11.0%)</td>
			<td>6.3% (±6.5%)</td>
			<td>5.7% (±5.9%)</td>
		</tr><tr><td>콜론</td>
			<td>12.6% (±13.7%)</td>
			<td>5.3% (±8.7%)</td>
			<td>3.8% (±7.5%)</td>
			<td>2.6% (±4.7%)</td>
		</tr><tr><td>간</td>
			<td>40.4% (±13.1%)</td>
			<td>0.3% (±0.7%)</td>
			<td>0.0% (±0.1%)</td>
			<td>0.0% (±0.0%)</td>
		</tr><tr><td>신장</td>
			<td>10.4% (±5.2%)</td>
			<td>0.0% (±0.0%)</td>
			<td>0.0% (±0.1%)</td>
			<td>0.0% (±0.0%)</td>
		</tr></tbody></table>표 1: 조직 매개변수. HIS StO2 산소화 및 NIR 관류 값은 5개의 내장 기관과 4개의 서로 다른 관류 상태에 걸쳐 임의의 단위입니다.

Besides sepsis and malignancy, malperfusion is the third leading cause of tissue degradation and a major pathomechanism for various medical and surgical ...

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Research

연구

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의학

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