De protocollen ondergingen een institutionele beoordeling en kregen goedkeuring van de Institutional Animal Care and Use Committee, Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences (FW-2021-0005). Alle experimentele procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren gepubliceerd door de National Institutes of Health.
OPMERKING: Mannelijke Sprague-Dawley-ratten (gewicht: 500-600 g, leeftijd: 12-14 weken) werden gehouden onder standaard laboratoriumomstandigheden met vrije toegang tot voedsel en water. De ratten werden willekeurig ingedeeld in twee groepen (n = 6, elke groep): de DHCA-groep en de normale temperatuur CPB-groep (NtCPB-groep).
1. Voorbereidende werkzaamheden
- Steriliseer de chirurgische instrumenten (tang, schaar, microtang, een elektrocoagulator, een scheerapparaat, enz.) vóór het experiment (figuur 1).
- Zorg voor de beschikbaarheid van de verbruiksartikelen, waaronder 2-0 zijde, een canule van 16 G (endotracheale katheter), een canule van 22 G, een zelfgemaakte canule van 16 G (intraveneuze katheter met meerdere openingen), injectiespuiten, gaas en tape.
OPMERKING: Gebruik voor de zelfgemaakte canule van 16 G een scalpel om twee of drie openingen met een diameter van 2 mm aan de punt van de canule te snijden, wat zal helpen om de veneuze drainage soepeler te maken.
- Zorg voor de beschikbaarheid van sevofluraan, 2% lidocaïne, zoutoplossing, heparine (5 IE / ml, 250 IE / ml), epinefrine (40 μg / ml), noradrenaline (20 μg / ml), hydroxyethylzetmeel en bicarbonaat.
- Zorg ervoor dat de DHCA-circuits een reservoir bevatten (aangepast van Murphy's druppelaar), een rolpomp, een warmtewisselaar, een membraanoxygenator, verbindingsbuizen en een watertank (figuur 2). Sluit het circuit aan en meng 12 ml hydroxyethylzetmeel met 1 ml heparinenatrium (250 IE) en 1 ml zoutoplossing. Bereid het circuit voor met 14 ml van de aanzuigoplossing met de rollenpomp voorzichtig draaiend (10-40 ml / min).
OPMERKING: Het reservoir wordt omgevormd van een bloedtransfusieapparaat met Murphy's druppelaar. Het veneuze instroomgedeelte van de druppelaar blijft op 10-15 cm en het veneuze uitlaatgedeelte blijft op 10 cm.
2. Anesthesie en cannulatie
- Verdoof de ratten met 2% -3% sevofluraan en test vervolgens op het ontbreken van de conjunctivale reflex en spierontspanning nadat de rat het bewustzijn verliest.
OPMERKING: De conjunctivale reflex verwijst naar de onmiddellijke sluiting van het ooglid wanneer het hoornvlies wordt aangeraakt. Gebruik een wattenstaafje om het hoornvlies iets aan te raken. Wanneer de anesthesiediepte voldoende is, zullen de oogleden niet sluiten.
- Voer endotracheale intubatie uit met een canule van 16 G nadat de conjunctivale reflex is verdwenen en er geen spierweerstand is waargenomen. Sluit de buis aan op een ventilator en stel de parameters in door op de knoppen op de ventilator te klikken (getijdenvolume: 1,0-1,2 ml / 100 g, hartslag: 80 slagen per minuut [bpm], I: E = 1: 1, geïnspireerde zuurstoffractie: 60%).
- Leg een elektrische verwarmingsdeken onder de rat en bevestig de rat met tape. Breng oogheelkundige zalf aan op de ogen om uitdroging te voorkomen. Scheer het haar op het linker inguinale gebied, het rechter cervicale gebied en de staart met een scheerapparaat. Desinfecteer vervolgens de huid drie keer met jodium en alcohol.
- Controleer de diepte van de anesthesie voordat u naar de volgende stappen gaat. Als de ademhalingsfrequentie hoger is dan die van de beademingsmachine (80 bpm), of als er spierstijfheid is, verhoog dan de outputconcentratie van sevofluraan.
OPMERKING: Wanneer de diepte van de anesthesie voldoende is, moet het ademhalingsritme worden gesynchroniseerd met de beademingsmachine en moeten de spieren volledig ontspannen zijn zonder spanning. Controleer de diepte van de anesthesie elke 30 minuten om ervoor te zorgen dat de rat tijdens de procedure geen terugkeer van het bewustzijn ervaart.
- Gebruik een scalpel om de huid in het linker liesgebied (ongeveer 1 cm) te snijden en ontleed de spier en het weefsel zachtjes om de linker femorale ader en slagader bloot te leggen. Scheid de slagader zorgvuldig.
- Cannuleer een intraveneuze katheter van 22 G in de linker femorale slagader. Ligate de slagader en katheter met een 2-0 zijde (op het gebied van cannulatie). Gebruik zoutoplossing-bevattende heparine (5 UI / ml) om de canule te spoelen om stolling te voorkomen. Sluit de katheter aan op de druksensor om de bloeddruk te controleren.
- Snijd de huid van de staart (ongeveer 1,5 cm) en gebruik vervolgens een scalpel om de oppervlakkige fascia van de staartslagader te snijden om de staartslagader bloot te leggen, die zich in het midden van het chirurgische veld bevindt.
- Cannuleer de staartslagader met een intraveneuze katheter van 22 G. Ligate de slagader en katheter met een 2-0 zijde (op het gebied van cannulatie). Gebruik zoutoplossing-bevattende heparine (5 UI /ml) om de katheter te spoelen om stolling te voorkomen.
OPMERKING: Bij het cannuleren van de intraveneuze katheter houdt de linkerhand de slagader / ader met een tang vast en de rechterhand doorboort de slagader / ader met de naald in de katheter en plaatst vervolgens de canule in de slagader.
- Snijd de huid op de rechter halsader (ongeveer 2 cm) en scheid vervolgens de spier en het weefsel om de ader bloot te leggen. Breng een 16 G zelfgemaakte multi-opening intraveneuze katheter in de rechter externe halsader en plaats deze voorzichtig in de rechter inferieure vena cava of het rechter atrium.
OPMERKING: De linker femorale ader en slagader bevinden zich onder het oppervlak van het linker inguinale gebied. De ader is dikker dan de slagader en de bloedkleur van de slagaders is felrood. De rechter halsader bevindt zich in het midden van het rechter cervicale gebied; wanneer de huid wordt doorgesneden en de spieren worden gescheiden, is de ader te zien (ongeveer 0,3-0,4 cm breed). Wanneer de punt van de katheter het rechter atrium raakt, zal de golf van bloeddruk fluctueren. Dan, na het een beetje terugtrekken van de katheter, zal de punt van de katheter in de superieure vena cava zitten.
- Dien heparinenatrium (500 IE/kg) toe via de rechter externe ader. Bedek elk gecannuleerd gebied met vochtig gaas om besmetting te voorkomen.
OPMERKING: Plaats een doos onder de operatietafel om deze ongeveer 40 cm te verhogen.
3. Dhca-initiatie
- Sluit het DHCA-circuit eerst aan op de katheter in de staartslagader en houd het pompdebiet op 1-2 ml/min. Verbind vervolgens het reservoir met de katheter in de rechter externe halsader. Zorg ervoor dat er altijd een bloedspiegel van ongeveer 1 cm in het reservoir zit.
- Zet het waterreservoir aan en stel eerst de watertemperatuur in op 37 °C.
- Nadat de bloeddruk stabiel is, verhoogt u voorzichtig de pompstroom tot 80-100 ml / kg / min om het bloed te pompen.
4. Koeling
- Stel de kamertemperatuur in op ongeveer 20 °C. Doe ijsblokjes in wegwerphandschoenen en plaats ze vervolgens op het hoofd en de zijkanten van de rat. Pas de temperatuur van de tank in realtime aan op basis van de rectale temperatuur van de ratten.
- Verzamel 0,1 ml bloed uit de linker dijbeenslagader en plaats het op de bloedgasmachine voor bloedgasanalyse. Wijzig de relevante parameters van de ventilator op de juiste manier op basis van de resultaten van de bloedgasanalyse (bijv. PaCO2).
OPMERKING: De hartslag en bloeddruk kunnen veranderen en het pompdebiet moet dienovereenkomstig worden aangepast. De temperatuurgradiënt tussen de watertank en de rat moet minder dan 10 °C zijn. Zorg ervoor dat de temperatuur binnen 30 minuten kan worden verlaagd tot 15-20 °C. Het normale bereik van PaCO2 is 35-45 mmHg. Als de bloedgasuitslagen een lagere PaCO2 laten zien, kan men het getijdenvolume verlagen en vice versa.
5. Diepe onderkoelde circulatiestilstand
- Wanneer de rectale temperatuur daalt tot 15-20 °C, verwissel dan de wegwerphandschoenen (die ijs bevatten) om ervoor te zorgen dat diepe onderkoeling tijdens de circulatiestop behouden blijft.
- Stop de rolpomp, houd het reservoir in contact met de omgeving en laat het bloed langzaam uit de externe halsader naar het reservoir lopen.
- Let op de bloeddrukgolfvorm. Wanneer de bloeddruk en de hartslag 0 zijn, stopt u de drainage en houdt u het reservoir gesloten. Zet de ventilator uit.
OPMERKING: De duur van de circulatiestilstand varieert afhankelijk van het doel van het experiment.
6. Warming-up en reperfusie
- Verwijder alle wegwerphandschoenen en verhoog de kamertemperatuur tot 25 °C. Herstel de membraanoxygenatorventilatie terwijl de veneuze drainagebuis wordt geknipt. Zet de rollerpomp aan om ervoor te zorgen dat het bloed in het reservoir langzaam teruggaat naar het lichaam van de rat.
- Zet de ventilator aan. Zodra het bloedniveau in het reservoir op 1 cm blijft, maakt u de drainagebuis los en voert u het bloed langzaam af van het rechteratrium naar het reservoir.
- Schakel de verwarmingslamp, het verwarmingskussen en de watertank in. Stel eerst de temperatuur van het waterreservoir in op 25 °C en pas vervolgens de uitlaattemperatuur tijdig aan op basis van de rectale temperatuur van de rat.
OPMERKING: De verwarmingslamp moet worden gericht op de grote bloedvaten in de thoracale holte van de rat en moet op een bepaalde afstand worden gehouden om te voorkomen dat de weefsels worden verbrand. Let op het temperatuurverschil tussen de uitlaattemperatuur en de rectale temperatuur van de rat (<10 °C). Test indien nodig het bloedgas en pas vervolgens de ventilatorparameters dienovereenkomstig aan en dien bicarbonaat, elektrolyten, enz. Toe.
- Verwijder de verwarmingslamp nadat de rectale temperatuur is teruggekeerd naar 34 °C.
OPMERKING: Deze stap, als een voortzetting van het snelle opwarmproces, moet langzaam zijn. In dit stadium kunnen de apparatuurparameters van de sevofluraanverdamper, mechanische ventilator en rolpomp worden hersteld tot het niveau aan het begin van het CPB.
7. Het CPB spenen
- Verlaag langzaam en geleidelijk het debiet van de rolpomp en pas de veneuze drainagesnelheid aan totdat het debiet daalt tot 1 ml / min.
OPMERKING: Elke aanpassing van het debiet moet gedurende 3-5 minuten in acht worden genomen.
- Houd het reservoir in contact met de omgeving (door de reservoirdop eraf te halen). Infundeer het resterende bloed in het circuit met een stroomsnelheid van 1 ml / min.
- Stop de membraanoxygenatie en de rolpomp.
- Euthanaseer de rat na een periode van mechanische beademing onder diepe anesthesie.
OPMERKING: Dit is een terminale procedure. De duur tussen het spenen van het CPB en euthanasie varieert afhankelijk van de verschillende onderzoeksprotocollen. Vergeet niet om de wonden te desinfecteren met jodium en alcohol en vervolgens elk gecannuleerd gebied te bedekken met vochtig gaas om besmetting vóór euthanasie te voorkomen. Verhoog de outputconcentratie van sevofluraan om de diepte van de anesthesie te vergroten.