Een muischirurgisch model om reperfusie (IR) -letsel in de linkerlong te creëren met behoud van ventilatie en het vermijden van hypoxie.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Een muischirurgisch model om reperfusie (IR) -letsel in de linkerlong te creëren met behoud van ventilatie en het vermijden van hypoxie.
Ischemie reperfusie (IR) letsel is vaak het gevolg van processen die een voorbijgaande periode van onderbroken bloedstroom met zich meebrengen. In de long maakt geïsoleerde IR de experimentele studie van dit specifieke proces mogelijk met voortgezette alveolaire beademing, waardoor de samengestelde schadelijke processen van hypoxie en atelectase worden vermeden. In de klinische context wordt longischemie reperfusieletsel (ook bekend als long IRI of LIRI) veroorzaakt door tal van processen, waaronder maar niet beperkt tot longembolie, gereanimeerd hemorragisch trauma en longtransplantatie. Er zijn momenteel beperkte effectieve behandelingsopties voor LIRI. Hier presenteren we een omkeerbaar chirurgisch model van long-IR met eerst orotracheale intubatie gevolgd door unilaterale linkerlongischemie en reperfusie met geconserveerde alveolaire ventilatie of gasuitwisseling. Muizen ondergaan een linker thoracotomie, waarbij de linker longslagader wordt blootgesteld, gevisualiseerd, geïsoleerd en gecomprimeerd met behulp van een omkeerbare slipknot. De chirurgische incisie wordt vervolgens gesloten tijdens de ischemische periode en het dier wordt gewekt en geëxtubeerd. Met de muis die spontaan ademt, wordt reperfusie tot stand gebracht door de slipknot rond de longslagader vrij te maken. Dit klinisch relevante overlevingsmodel maakt de evaluatie mogelijk van long-IR-letsel, de resolutiefase, stroomafwaartse effecten op de longfunctie, evenals twee-hit modellen met experimentele pneumonie. Hoewel technisch uitdagend, kan dit model in de loop van een paar weken tot maanden onder de knie worden gehouden met een uiteindelijke overleving of succespercentage van 80% -90%.
Ischemie reperfusie (IR) letsel kan optreden wanneer de bloedstroom wordt hersteld naar een orgaan of weefselbed na een periode van onderbreking. In de longen kan IR geïsoleerd optreden of in combinatie met andere schadelijke processen zoals infectie, hypoxie, atelectase, volutrauma (van hoge getijdenvolumes tijdens mechanische beademing), barotrauma (hoge piek of aanhoudende druk tijdens mechanische ventilatie) of stomp (niet-penetrerend) longkneuzingsletsel 1,2,3 . Er blijven verschillende hiaten in onze kennis over de mechanismen van LIRI en de impact van gelijktijdige processen (bijvoorbeeld infectie) op LIRI-uitkomsten, en ook de behandelingsopties voor LIRI zijn beperkt. Een in vivo model van pure LIRI is nodig om de pathofysiologie van long-IR-letsel in isolatie te identificeren en om de bijdrage ervan aan elk multi-hit proces waarvan longletsel een onderdeel is, te bestuderen.
Murine lung IR-modellen kunnen worden gebruikt om de longspecifieke pathofysiologie van meerdere processen te bestuderen, waaronder longtransplantatie3, longembolie4 en longletsel na hemorragisch trauma met reanimatie5. Momenteel gebruikte modellen omvatten chirurgische longtransplantatie6, hilar clamping7, ex vivo longperfusie8 en geventileerde long IR9. Hier bieden we een gedetailleerd protocol voor een murine geventileerd long IR-model van steriel longletsel. Er zijn meerdere voordelen van deze aanpak (figuur 2), waaronder dat het minimale hypoxie en minimale atelectase induceert, en het is een overlevingschirurgiemodel dat langetermijnstudies mogelijk maakt.
Redenen om dit model van LIRI te kiezen boven andere modellen zoals de hilar clamping en ex vivo perfusiemodellen zijn de volgende: dit model minimaliseert de inflammatoire bijdragen van atelectase, mechanische ventilatie en hypoxie; het behoudt cyclische ventilatie; het onderhoudt een intact in vivo bloedsomloop immuunsysteem dat kan reageren op de IR-verwonding; en ten slotte, als overlevingsprocedure, maakt het de analyse op langere termijn mogelijk van de mechanismen van secundaire letselgeneratie (2-hitmodellen) en letseloplossing. Over het algemeen geloven we dat dit geventileerde long IR-model de "zuiverste" vorm van IR-letsel biedt die experimenteel kan worden bestudeerd.
Andere publicaties hebben het gebruik van orotracheale intubatie van muizen beschreven om IT-injecties of installaties uit te voeren10,11, maar niet als uitgangspunt voor een overlevingsoperatie zoals in dit model. De plaatsing van een orotracheale buis maakt het mogelijk om longchirurgie uit te voeren door de instorting van de operatieve long mogelijk te maken. Het maakt ook de herflatie van de long aan het einde van de procedure mogelijk, wat van cruciaal belang is voor de pneumothorax en voor het vermogen van de muis om terug te keren naar spontane ventilatie aan het einde van de procedures. Ten slotte is het verwijderen van de beveiligde orotracheale buis een eenvoudige procedure die, in tegenstelling tot een invasieve tracheotomie, compatibel is met een overlevingsoperatie. Dit maakt onderzoek op langere termijn mogelijk dat gericht is op het begrijpen van de progressie en oplossing van LIRI en bijbehorende aandoeningen, evenals het creëren van chronische letselmodellen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle hieronder beschreven procedures en stappen zijn goedgekeurd door de institutional animal care and use committee (IACUC) van de University of California San Francisco. Elke muizenstam kan worden gebruikt, hoewel sommige stammen een robuustere ir-ontstekingsreactie van de longen hebben in vergelijking met andere12. Muizen die ongeveer 12-15 weken oud (30-40 g) of ouder zijn, verdragen en overleven de LONG IR-operatie beter dan jongere muizen. Zowel mannelijke als vrouwelijke muizen kunnen voor deze operaties worden gebruikt.
1. Muis Intubatie Protocol
2. Long ischemie en reperfusie (IR) chirurgie protocol
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Ontsteking gegenereerd door eenzijdig geventileerd steriel longisch ischemie reperfusie (IR) letsel: Na 1 uur ischemie zagen we verhoogde niveaus van cytokines in het serum en in het longweefsel door zowel ELISA als qRT-PCR die piekten op 1 uur na reperfusie en snel terugkeerden naar baseline binnen 12-24 uur na reperfusie13. Voor monsters verzameld op 3 uur na reperfusie, zagen we intense neutrofiele infiltratie in het linker longweefsel en merkten op dat de intensiteit van de ontsteking afhankel...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit manuscript beschrijft de stappen die betrokken zijn bij het uitvoeren van het geventileerde long IR-model ontwikkeld door Dodd-o et al.9. Dit model heeft geholpen bij het identificeren van moleculaire routes die betrokken zijn bij het genereren en oplossen van ontstekingen van long IR in isolatie 14,15,16,17, long IR in combinatie met co-bestaande infectie18, en long IR in relatie tot de darm-longas e...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben.
Dit werk werd gefinancierd door afdelingsondersteuning van de afdeling Anesthesie en Perioperatieve Zorg, University of California San Francisco en San Francisco General Hospital, evenals door een NIH R01-prijs (aan AP): 1R01HL146753.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Equipment | |||
| Fiber Optic Light Pipe | Cole-Parmer | UX-41720-65 | Fiberoptic light pipe |
| Fiber Optic Light Source | AmScope | SKU: CL-HL250-B | Light source for fiberoptic lights |
| Germinator 500 | Cell Point Scientific, Inc. | No.5-1450 | Bead Sterilizer |
| Heating Pad | AIMS | 14-370-223 | Alternatieve optie |
| Lithium.Ion Grooming Kits(hair clipper) | WAHL home products | SKU 09854-600B | Om muishaar op chirurgische plaats te verwijderen |
| Microscope | Nikon | SMZ-10 | Andere nieuwere opties beschikbaar op de bedrijfswebsite |
| MiniVent Ventilator | Havard Apparatus | Model 845 | Muizenventilator |
| Ultrasonic Cleaner | Cole-Parmer | UX-08895-05 | Gebruikte gereedschappen schoonmaken |
| Warming Pad | Kent Scientific | RT-0501 | Om muis warm te houden tijdens herstel na operatie |
| Weighing Scale | Cole-Parmer | UX-11003-41 | Weegschaal |
| Chirurgische gereedschappen | |||
| 4-0 Silk Suture | Ethicon | 683G | Voor het sluiten van spierlaag |
| 7-0 Prolene Suture | Ethicon Industry | EP8734H | Gebruikt voor het maken van een slipknoop van de linker longslagader |
| Bard-Parker (11) Scalpel (Rib-Back Carbon Steel Surgical Blade, steriele, eenmalig gebruik) | Aspen Surgical | 372611 | Voor het binnengaan van de borstholte (optie 1) |
| Bard-Parker (12) Scalpel | Aspen Surgical | 372612 | Voor het binnengaan van de borstholte (optie 2) |
| Extra Fine Graefe Forceps | FST | 11150-10 | Spier-/ribbenhouder |
| Magnetic Fixator Retraction System | FST | 1. Basisplaat (Nos. 18200-03) 2. Fixators (Nos. 18200-01) 3. Retractors (Nos. 18200-05 tot 18200-12) 4. Elastomer (Nos.18200-07) 5. Retractor(No.18200-08) | Retractiesysteem voor kleine dieren |
| Monoject Standard Hypodermic Needle | COVIDIEN | 05-561-20 | Voor medicatiebezorging IP |
| Narrow Pattern Forceps | FST | 11002-12 | Huidniveau pincet |
| Needle holder/Needle driver | FST | 12565-14 | voor het vasthouden van naalden |
| Needles | BD | 305110 | 26 gauge naald voor het externeren van een slipknoop (24 of 26 gauge naald ook oké) |
| PA/Vessel Dilating forceps | FST | 00125-11 | Om PA vast te houden; niet-beschadigend grijper |
| Scissors | FST | 14060-09 | Gebruikt voor insnijden en snijden in de spierlaag tijdens operatie |
| Ultra Fine Dumont micro forceps | FST | 11295-10 (Dumont #5 forceps, Biologie tip, tipafmeting: 0,05 * 0,02 mm, 11 cm) | Om door de ruimte tussen de linker longslagader en de bronchus te passeren |
| Reagentia | |||
| 0.25% Bupivacaine | Hospira, Inc. | 0409-1159-02 | Topische analgetica gebruikt tijdens chirurgische wondsluiting |
| Avertin (2,2,2-Tribromoethanol) | Sigma-Aldrich | T48402-25G | Verdovingsmiddel, gebruikt voor het verdoven van de muis voor IR-chirurgie, de concentratie gebruikt in IR-chirurgie is 250-400 mg/kg. |
| Buprenorfine | Covetrus North America | 59122 | Analgeticum: concentratie gebruikt voor chirurgie is 0,05-0,1 mg/kg |
| Eye Lubricant | BAUSCH+LOMB | Soothe Lubricant Eye Ointment | Verlicht droogheid van het oog |
| Povidon-jood 10% oplossing | MEDLINE INDUSTRIES INC | SKU MDS093944H (2 FL OZ, topische antisepticum) | Topische vloeistof aangebracht voor een effectief eerstehulp-antisepticum aan het begin van de operatie |
| Materialen | |||
| Alcoholdoekje | BD merk | BD 326895 | voor het steriliseren van injectie- en operatiegebied |
| Kunststoffolie | KIRKLAND | Stretch-Tite premium | Alternatief voor het afdekken van het gesteriliseerde chirurgische veld (kosteneffectiever) |
| Rodent Surgical Drapes | Stoelting | 50981 | Steriele veld of draagdoek voor chirurgisch veld |
| Steriele katoenen applicatie | Pwi-Wnaps | 703033 | gebruikt voor het aanbrengen van oogsmeer |
| Top Sponges | Dukal Corporaton | Reorder # 5360 | Bloeden stoppen van huid/spier |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.