Name: Een Swine Model van neonatale Verstikking (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-11T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 36 s
Description: Leer hoe systemische en regionale hemodynamische veranderingen bij neonatale asfyxie worden onderzocht met behulp van een varkensmodel. Deze methode biedt waardevolle inzichten voor neonatale zorg en therapie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen graag de Canadese Institutes of Health Research (MOP53116) en de Alberta Heritage Foundation bedanken voor Medisch Onderzoek voor de exploitatiesubsidie ​​en vestiging fonds, respectievelijk aan de ontwikkeling van deze experimentele model te ondersteunen.

1. Anesthesie <ol><li> Stel het debiet van de verdoving machine 2L/min. Sluit de uitlaat om afzuiging. </li><li> Charge masker met narcosegas (isofluraan) bij 5% (~ 3 min). </li><li> Biggen wordt opgewekt met geïnhaleerde Isoflurane 5% in 100% zuurstof (~ 3 min). </li><li> Handhaaf anesthesie bij 2-3% van isofluraan. Fijnafstelling van Isoflurane met 0,5% echter wenselijk kan variëren van 0,5 tot 5% afhankelijk van de toestand van biggen. </li><li> Zodra de vasculaire toegang ingesteld, kan de inhalatie-anesthesie worden geschakeld intraveneuze anesthesie met fentanyl (5-50 mcg / kg / h) en midazolam (200-500 mcg / kg / h) infusies. Pancuronium (50-100 mcg / kg / h) vereist om buitensporige spierbewegingen controle tijdens de operatie, terwijl het vermogen dier toestand houden blijft voor de aanpassing van de medicatie verdoving. </li><li> De big wordt gecontroleerd door pulsoximetrie (percutane zuurstof enaturation op 95-100%) en ECG (hartslag aan 130 tot 170 slagen / min). </li><li> De biggen rectale temperatuur op 38-40 ° C met verwarmingsdeken en stralingsverwarmer. </li><li> De verdoving toestand van biggen wordt regelmatig geëvalueerd gedurende de experimentele periode met behulp van neurologische (pupilgrootte, tranen, lichaamsbewegingen), gedragsmatige (agitatie), cardiovasculaire (tachycardie en hypertensie) en respiratoire (tachypnoe) parameters naargelang het geval. Minimale verlamming wordt gegeven. Eerdere ervaring van anesthesie in biggen met en zonder verlamming zou nuttig voor evaluatie. </li><li> Het protocol is een niet-survival procedure euthanization van het dier aan het einde van het experiment met een overdosis pentobarbital (100 mg / kg) intraveneus. </li></ol> 2. Operatief plaatsen van vasculaire catheters bij de lies (figuur 1) <ol><li> Maak een lange 2-3cm incisie in de rechter lies. </li><li> Prepareer 1cm van de rechter femorale veneuze en 1cm right dijslagader. Leg twee 3-0 strings in elk vaartuig. </li><li> Rechter femorale veneuze catheterisatie: Ligeren van het distaal van de ader. Plaats een Argyle katheter (3,5 of 5 Frans, dubbel-lumen) (Covidien, Mansfield, MA) tot 15cm en dit zal plaatsen op het rechter atrium. Bind beide strings aan de katheter vast te zetten. De katheter kan gebruikt worden voor onderhoud vloeistof en medicatie infusie (nevenpoort) en centraal veneuze / rechter atrium drukmeting (primaire poort). </li><li> Recht femorale arteriële katheterisatie: Ligeren van het distaal van de slagader. Til de proximale string om de bloedstroom te stoppen. Plaats een Argyle katheter (3,5 of 5 Franse, single-lumen) tot 5 cm. Dit plaatst de arteriële katheter in de infra-renale aorta voor continue gemiddelde arteriële drukmeting en bloedafname. Bind beide strings aan de katheter vast te zetten. </li><li> Sluit de huid. </li></ol> 3. Bepaal mechanische ventilatie (figuur 2) <ol><li> Maak een lange 2-3cm horizontaleincisie in de nek. </li><li> Ontleden en bloot 1cm van de luchtpijp. Plaats twee 1-0 snaren rond de luchtpijp. </li><li> Plaats een endotracheale tube (3,0 of 3,5) op 1 cm in de luchtpijp. Verbinding maken met een ventilator en beginnen mechanische ventilatie. Zet de endotracheale tube. </li><li> Ontleden en bloot de gemeenschappelijke halsslagader. Omcirkel het schip met een transittijd ultrasone stroom probe (2SB of 2RB, Transonic Systems Inc, Ithica, NY) voor het continu meten van de bloedstroom. </li></ol> 4. Plaatsing van stroming probes met superieure mesenteriale (figuur 3) en linker nier (figuur 4) slagaders <ol><li> Extra doses fentanyl (5-10 mcg / kg) en acepromazine (0,01-0,02 mg / kg) voorafgaand aan incisie nodig. </li><li> Maak een lange subcostal-flank incisie en zorgvuldig ontleden spierlagen. </li><li> Expose de abdominale aorta. </li><li> Minimaliseer vasculaire behandeling (vasospasme) en lymfatische verwondingen. </li><li> Ontleden 0,5-1cm a. mesenterica superior enzet een Transonic stroom sonde (3SB) omheen. </li><li> Ontleden 0,5-1cm links nierslagader en zet een Transonic stroom sonde (2SB) omheen. </li><li> Sluit de huid en zet de stroom sonde. </li></ol> 5. Plaatsing van pulmonale katheter (Figuur 5) en stromingsonde (figuur 6) <ol><li> Extra doses fentanyl (5-10 mcg / kg) en acepromazine (0,01-0,02 mg / kg) voorafgaand aan incisie nodig. </li><li> Liggen het dier op de juiste laterale positie. </li><li> Thoracotomie aan de linkerkant 4e intercostale ruimte. </li><li> Kijk uit voor de interne mamma slagader en ader, ligeren indien nodig. </li><li> Gebruik een tandheelkundige wattenstaafje om druk de linker long en zuurstof te verhogen als dat nodig is. </li><li> Open het hartzakje. </li><li> Identificeer de ductus arteriosus die loopt van de longslagader naar de aorta. </li><li> Ductus arteriosus kan worden geligeerd door het plaatsen van een clip of door een dikke "3-O zijde" stropdas op zijn oorsprong. </li><li> Gratis de belangrijkste longslagader en pas avascular sling met een dikke "0" das. </li><li> Voer een portemonnee touwtje (5-0 Prolene) hechting aan de basis voor de plaatsing van de pulmonale arteriële katheter. </li><li> Plaats een 20G Angiocath (met 3 zijgaten op ongeveer 1 cm van de punt van de katheter) door de tas string maximaal 1 cm. </li><li> Controleer op vrij verkeer van veneus bloed. </li><li> Maak verbinding met drukopnemer, controleren op pulmonale arteriële druk en golfvorm. </li><li> Draai de portemonnee string en zet de pulmonale katheter. </li><li> Plaats een Transonic stroom sonde (6SB) rond de belangrijkste longslagader. </li><li> Plaats ultrasone gel tussen de stroom sonde en slagader te zorgen voor een optimale signaaloverdracht. </li><li> Bedek de wond met vochtige zoutoplossing gedrenkt. </li></ol> 6. Hypoxie en reoxygenatie protocol <ol><li> Verlaag de ingeademde zuurstof concentratie 10% van de concentratie van geïnhaleerde stikstofgas hypoxemie induceren. </li><li> Pas de ingeademde zuurstofconcentratie tussen 10% en 15% tot een PaO2 van 20-40 mmHg of SaO 2 van 30-40% te verkrijgen gedurende 2 uur. </li><li> Voer arteriële bloed-analyse om Paco 2 te beoordelen en dienovereenkomstig aan te passen ventilator tarief. </li><li> Met de inductie van hypoxemie is het eerste uur geleidelijk gewijd aan het induceren van een tachycardie (en hartminuutvolume) respons. </li><li> Blijven controleren op veranderingen in de bloedstroom aan de gemeenschappelijke halsslagader, mesenterica superior en linker nier slagaders. </li><li> Tijdens het tweede uur van hypoxie, de hypoxische stress wordt verhoogd tot gestaag lagere cardiale output tot 30-40% van de uitgangswaarde, gemiddelde arteriële druk tot 30-35 mmHg en arteriële pH 6,95-7.05. </li><li> Hypoxische stress kan voortijdig worden beëindigd of verlengd met 15 minuten naargelang het geval. </li><li> Abrupt tot 100% te verhogen ingeademde zuurstofconcentratie abrupt door het stopzetten van stikstofgas, en tegelijkertijd pure zuurstof. </li><li> Monitor cardiale output, gemiddelde arteriële druk en andere hemodynamische parameter voor snel herstel. </li><li> Reanimatie met 100% zuurstof kan worden voortgezet gedurende 0,5 uur. Na deze periode, snel te verminderen de ingeademde zuurstofconcentratie tot 21%. </li><li> Ga verder reoxygenatie met 21% zuurstof gedurende de resterende periode van het experiment. De ingeademde zuurstofconcentratie kan worden getitreerd naar 25% indien nodig. </li><li> Fluid bolussen of 10 lactaat ml / kg Ringer kan nodig zo nodig tijdens de experimentele periode. Het gebruik ervan moet worden geprotocolleerde. </li></ol> 7. Representatieve resultaten: De inductie van hypoxie in de pasgeboren big gedurende het eerste uur van hypoxia is bedoeld om de cardiac output (pulmonale arteriële) tot 120% -130% van de uitgangswaarde (Figuur 7A) en hartslag (Figuur 7B). Gewoonlijk moet de cardiac output te bereiken zijn hoogtepunt compensatie tussen de eerste 0,5 uur en 1 uur van hypoxie. Verder bloedstroom zou moeten worden gecentraliseerd resulteert in een verminderde mijsenteric en renale perfusie, maar een bewaard gebleven of toegenomen gemeenschappelijke arteria carotis flow (figuur 8). Tijdens het tweede uur van hypoxia is er een gestage afname van cardiale output ontwikkeling van hypotensie (figuur 9A), vertraging van de hartslag met of zonder aritmie optrad. Hypoxie te induceren pulmonale hypertensie met verhoogde pulmonale arteriële druk (Figuur 9B), die soms in de laatste 30 min van hypoxie verlagen de cardiac output afneemt. Bij reanimatie zullen alle hemodynamische parameters onmiddellijk herstellen normoxische basislijn, met uitzondering van de renale bloedstroom die geleidelijk herstelt gedurende het eerste uur van reoxygenatie. Echter de hemodynamische parameters in het bijzonder voor de cardiac output en de gemiddelde arteriële druk geleidelijk af gedurende de eerste 2 uur van de reoxygenatie tot ongeveer 70-75% van normoxische basislijn en 35-45 mmHg respectievelijk. Deze cardiovasculaire dysfunctiop ten minste gedeeltelijk voor myocardiale bedwelmen en warrants cardiovasculaire ondersteunende therapieën zoals vasoactieve en inotrope middelen. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 1"> Figuur 1: lies incisie met de plaatsing van femorale arteriële en veneuze katheters <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 2"> Figuur 2: Neck incisie met de plaatsing van een endotracheale buis en een stromingsonde in de halsslagader <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 3"> Figuur 3: Flank incisie met de isolatie van a. mesenterica superior <img alt="Figuur 4" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 4"> Figuur 4: Flank incisie met de isolatie van de linker nierslagader <img alt="Figuur 5" src='"/' files> Figuur 5: thoracotomie met de plaatsing van pulmonale katheter <img alt="Figuur 6" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig6.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 6"> Figuur 6: thoracotomie met de plaatsing van een Transonic stromingsonde rond grote longslagader <img alt="Figuur 7" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig7.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 7"> Figuur 7: temporele veranderingen in (A) cardiac output (pulmonale arteriële flow) en (B) hartslag tijdens hypoxie en reoxygenatie <img alt="Figuur 8" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig8.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 8"> Figuur 8: Tijdelijke veranderingen in de bloedstroom bij (A) gemeenschappelijke halsslagader, (B) mesenterica superior en (C) links nierslagaders tijdens hypoxie en reoxygenatie <img alt="Figuur 9" src="/files/ftp_upload/3166/3166fig9.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 9"> Figuur 9: Tijdelijkeveranderingen in (A) en de gemiddelde arteriële druk (B) pulmonale arteriële druk tijdens hypoxie en reoxygenatie

<ol><li>Borke, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+myocardial+matrix+metalloproteinases+in+hypoxic+newborn+pigs+during+resuscitation%3A+effects+of+oxygen+and+carbon+dioxide%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Clin.+Invest%22%5BJournal%5D)">Increased myocardial matrix metalloproteinases in hypoxic newborn pigs during resuscitation: effects of oxygen and carbon dioxide.</a> Eur. J. Clin. Invest. 34, 459-466 (2004).</li>
<li>Munkeby, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resuscitation+of+hypoxic+piglets+with+100%25+O2+increases+pulmonary+metalloproteinases+and+IL-8%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Res%22%5BJournal%5D)">Resuscitation of hypoxic piglets with 100% O2 increases pulmonary metalloproteinases and IL-8.</a> Pediatr. Res. 58, 542-548 (2005).</li>
<li>Haaland, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Posthypoxic+hypothermia+in+newborn+piglets%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Res%22%5BJournal%5D)">Posthypoxic hypothermia in newborn piglets.</a> Pediatr. Res. 41, 505-512 (1997).</li>
<li>Haase, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resuscitation+with+100%25+oxygen+causes+intestinal+glutathione+oxidation+and+reoxygenation+injury+in+asphyxiated+newborn+piglets%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Surg%22%5BJournal%5D)">Resuscitation with 100% oxygen causes intestinal glutathione oxidation and reoxygenation injury in asphyxiated newborn piglets.</a> Ann. Surg. 240, 364-373 (2004).</li>
<li>Stevens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resuscitation+with+21%25+or+100%25+oxygen+is+equally+effective+in+restoring+perfusion+and+oxygen+metabolism+in+hypoxic+newborn+piglet+liver%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">Resuscitation with 21% or 100% oxygen is equally effective in restoring perfusion and oxygen metabolism in hypoxic newborn piglet liver.</a> Shock. 27, 657-662 (2007).</li>
<li>Johnson, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((N-acetylcysteine+improves+the+hemodynamics+and+oxidative+stress+in+hypoxic+newborn+pigs+reoxygenated+with+100%25+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">N-acetylcysteine improves the hemodynamics and oxidative stress in hypoxic newborn pigs reoxygenated with 100% oxygen.</a> Shock. 28, 484-490 (2007).</li>
<li>Chapados, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasma+cortisol+response+to+ACTH+challenge+in+hypoxic+newborn+piglets+resuscitated+with+21%25+and+100%25+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">Plasma cortisol response to ACTH challenge in hypoxic newborn piglets resuscitated with 21% and 100% oxygen.</a> Shock. 33, 519-525 (2010).</li>
<li>Cheung, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Platelet+dysfunction+in+asphyxiated+newborn+piglets+resuscitated+with+21%25+and+100%25+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Res%22%5BJournal%5D)">Platelet dysfunction in asphyxiated newborn piglets resuscitated with 21% and 100% oxygen.</a> Pediatr. Res. 59, 636-640 (2006).</li>
<li>Martin-Ancel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+organ+involvement+in+perinatal+asphyxia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pediatr%22%5BJournal%5D)">Multiple organ involvement in perinatal asphyxia.</a> J. Pediatr. 127, 786-793 (1995).</li>
<li>Swindle, M. M., Smith, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+anatomy+and+physiology+of+the+pig%5BTitle%5D)+AND+%22Scan.+J.+Lab.+Anim.+Sci.+Suppl%22%5BJournal%5D)">Comparative anatomy and physiology of the pig.</a> Scan. J. Lab. Anim. Sci. Suppl. 25, 11-22 (1998).</li>
<li>Chapados, I., Cheung, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Not+all+models+are+created+equal%3A+Animal+models+to+study+hypoxic-ischemic+encephalopathy+of+the+newborn%5BTitle%5D)+AND+%22Neonatology%22%5BJournal%5D)">Not all models are created equal: Animal models to study hypoxic-ischemic encephalopathy of the newborn.</a> Neonatology. 94, 300-303 (2008).</li>
<li>Liu, J. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+post-resuscitation+treatment+with+N-acetylcysteine+on+cardiac+recovery+in+hypoxia-injured+newborn+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Effects of post-resuscitation treatment with N-acetylcysteine on cardiac recovery in hypoxia-injured newborn pigs.</a> PLoS ONE. 5, e15322-e15322 (2010).</li>
<li>Cheung, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardio-renal+recovery+of+hypoxic+newborn+pigs+after+18%25%2C+21%25+and+100%25+reoxygenation%5BTitle%5D)+AND+%22Intensive+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Cardio-renal recovery of hypoxic newborn pigs after 18%, 21% and 100% reoxygenation.</a> Intensive Care Med. 34, 1114-1121 (2008).</li>
<li>Temesvari, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+the+blood-brain+barrier+permeability+in+neonatal+cytotoxic+brain+edema%3A+laboratory+and+morphological+findings+obtained+on+newborn+piglets+with+experimental+pneumothorax%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Neonate%22%5BJournal%5D)">Modulation of the blood-brain barrier permeability in neonatal cytotoxic brain edema: laboratory and morphological findings obtained on newborn piglets with experimental pneumothorax.</a> Biol. Neonate. 46, 198-208 (1984).</li>
<li>Domoki, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reventilation+with+room+air+or+100%25+oxygen+after+asphyxia+differentially+affects+cerebral+neuropathology+in+newborn+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Paediatr%22%5BJournal%5D)">Reventilation with room air or 100% oxygen after asphyxia differentially affects cerebral neuropathology in newborn pigs.</a> Acta. Paediatr. 95, 1109-1115 (2006).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Part+15%3A+Neonatal+resuscitation%3A+2010+American+Heart+Association+guidelines+for+cardiopulmonary+resuscitation+and+emergency+cardiovascular+care%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Part 15: Neonatal resuscitation: 2010 American Heart Association guidelines for cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascular care.</a> Circulation. 122, S909-S919 (2010).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

De huidige experimentele protocol kent een voordeel voor de systemische en regionale hemodynamische veranderingen in de neonatale onderwerpen te onderzoeken tijdens de hypoxie en reoxygenatie proces. We kunnen ook na te gaan welke effecten van interventies gebruikt om de cardiovasculaire functie tijdens het herstel te verbeteren. Wij en anderen hebben gerapporteerd ervaring en bevindingen in de studie van neonatale asfyxie over de effecten op de cardiovasculaire 1, 2 pulmonale, neurologische 3, maa...

een swine model van neonatale verstikking

A Swine Model of Neonatal Asphyxia

Jaarlijks meer dan 1 miljoen pasgeborenen sterven wereldwijd met betrekking tot verstikking. Gestikt pasgeborenen hebben gewoonlijk multi-orgaanfalen waaronder hypotensie, perfusie tekort, hypoxische-ischemische encefalopathie, pulmonale hypertensie, vasculopathic enterocolitis, nierfalen en trombo-embolische complicaties. Animal modellen worden ontwikkeld om ons te helpen begrijpen van de patho-fysiologie en farmacologie van neonatale asfyxie. In vergelijking met knaagdieren en pasgeboren lammeren, is de pasgeboren big bewezen een waardevol model te zijn. De pasgeboren biggen heeft een aantal voordelen, waaronder soortgelijke ontwikkeling als die van 36-38 weken menselijke foetus met vergelijkbare systemen in het lichaam, grote lichaamsgrootte (~ 1,5-2 kg bij de geboorte) dat de instrumentatie en monitoring van het dier laat en regelt de verstorende variabelen van hypoxie en hemodynamische stoornissen. We beschrijven hier een experimenteel protocol om neonatale asfyxie simuleren en ons naar de syste onderzoeken latenmicrofoon en regionale hemodynamische veranderingen tijdens de verstikkende en reoxygenatie proces evenals de respectieve effecten van interventies. Verder heeft het model het voordeel van het bestuderen multi-orgaanfalen of dysfunctie tegelijkertijd de interactie met verschillende lichaamssystemen. De experimentele model is een niet-survival procedure die de chirurgische instrumenten van pasgeboren biggen (1-3 dagen oud en 1.5-2.5 kg gewicht Kruising) omvat om de instelling van mechanische ventilatie, vasculaire (arteriële en veneuze) toegang en het plaatsen van catheters en stroom probes (Transonic Inc) voor de continue bewaking van intra-vasculaire druk en bloedstroom in verschillende bloedvaten, voornaamste pulmonale, halsslagader mesenterica superior en linker renale slagaders. Met behulp van deze operatief geïnstrumenteerd biggen, na stabilisatie gedurende 30-60 minuten in de zin van Z &lt;10% variatie in de hemodynamische parameters en normale bloedgassen, we beginnen een experimenteel protocolvan ernstige hypoxemie die wordt geïnduceerd via normocapnic alveolaire hypoxie. De biggen wordt geventileerd met 10-15% zuurstof door verhoging van de ingeademde concentratie van stikstofgas gedurende 2 uur, streven naar arteriële zuurstofverzadigingen van 30-40%. Deze mate van hypoxemie zal produceren klinische verstikking met een ernstige metabole acidose, systemische hypotensie en cardiogene shock met hypoperfusie naar vitale organen. De hypoxie wordt gevolgd door reoxygenatie met 100% zuurstof gedurende 0,5 uur en vervolgens 21% zuurstof 3.5h. Farmacologische interventies kan worden ingevoerd te zijner tijd en hun effecten onderzocht in een geblindeerde, blok-gerandomiseerde wijze.

Grote diermodellen hebben een goede translationele waarden in het onderzoek van de fysiologie en farmacologie van neonatale asfyxie. Met behulp van pasgeboren biggen, ontwikkelen we een experimenteel protocol neonatale asfyxie welke voordelen van het bestuderen van de systemische en regionale hemodynamiek, zuurstof transport met biochemische en pathologische paden en correlaties heeft te simuleren.

Een Swine Model van neonatale Verstikking

Jaarlijks overlijden wereldwijd meer dan 1 miljoen pasgeborenen als gevolg van asfixie. Pasgeborenen met asfixie hebben doorgaans sprake van multi-orgaanfalen, waaronder hypotensie, ...

Het algemene doel van het volgende experiment is om de systemische en regionale hemodynamische veranderingen te onderzoeken die optreden tijdens de processen van asphyxiatie en reoxygenatie, en de respectievelijke effecten van de toegepaste interventies. Dit wordt bereikt door het dier eerst chirurgisch voor te bereiden met vasculaire, tracheale, carotide, mesenteriale, renale en pulmonale katheters voor de inductie en monitoring van de hypoxie. Vervolgens wordt alveolaire hypoxie geïnduceerd, wat ernstige hypoxemie veroorzaakt die leidt tot klinische asphyxie bij het dier.Ten slotte wordt het hypoxische proces na twee uur abrupt beëindigd door het dier gedurende 30 minuten te reoxygeneren met 100% zuurstof, en vervolgens 3,5 uur met 21% zuurstof, ter simulatie van de reanimatie van een asfyktische neonatus. Deze methode kan worden gebruikt om de progressieve ontwikkeling van cardiogene shock, hypotensie en ernstige metabole acidose te monitoren die optreden als reactie op twee uur ernstige hypoxie. De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot de therapie van neonatale asfyxie vanwege de mate waarin de methode de asfyxie in een klinische setting simuleert, wat een aanzienlijke translationele waarde geeft aan de verzamelde gegevens.Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben vanwege de technische uitdagingen van de chirurgische procedure en de medische kennis die vereist is om de hypoxie-reoxygenatie-manoeuvres uit te voeren. In de video zal Dr. David Bacon de procedure demonstreren samen met Dr. Rich Dip Gill, een promovendus van het Neural science Laboratory. Het hier getoonde protocol is een non-survival procedure.Houd de zuurstofsaturatie en de vitale functies van het onder narcose gebrachte pasgeboren bigje respectievelijk via de polsslag, oximetrie en een cardiopulmonale monitor in de gaten. Houd de rectale temperatuur op 38 tot 40 °C met een warmtedeken en een stralingsverwarmer. Maak een incisie van twee tot drie centimeter lang om het dier voor te bereiden op het plaatsen van de vasculaire katheters.Dissekeer in de rechterlies één centimeter van de rechter arteria femoralis en één centimeter van de rechter vena femoralis. Plaats 2-0 hechtdraden rond elk vat voor de catheterisatie van de rechter vena femoralis. Ligëer het distale uiteinde van de vene.Voer een argyle-katheter in tot 15 centimeter. Plaats de katheter in het rechteratrium. Knoop beide touwtjes vast om de katheter te fixeren voor rechter femorale arteriële katheterisatie.Ligeer het distale uiteinde van de arterie. Til de proximale draad op om de bloedstroom te stoppen. Voer een Argyle-katheter vijf centimeter in, waarbij de arteriële katheter in de infrarenale aorta wordt geplaatst voor continue meting van de gemiddelde arteriële druk en bloedafname.Knoop vervolgens beide draden om de katheter vast te zetten en sluit de huid. Maak ter voorbereiding van het dier op mechanische ventilatie een lange horizontale incisie van twee tot drie centimeter in de nek. Nadat een centimeter van de trachea is gedissekeerd en blootgelegd, worden er 2 1 0 draden rond de trachea geplaatst.Voer vervolgens een endotracheale tube van maat 3,0 één centimeter diep in de trachea in. Verbind de tube met een beademingsapparaat en start de mechanische ventilatie. Knoop de koordjes van maat 1,0 om de endotracheale tube vast te zetten.Nadat de gemeenschappelijke halsslagader is gedissecteerd en blootgelegd, wordt het vat omringd met een two RB transit time ultrasound flow Probe om de bloedstroom continu te meten. Nadat het dier met extra anesthesie is behandeld, wordt het dier in rechter zijligging geplaatst, waarna een lange subcostale flankincisie wordt gemaakt en de spierlagen zorgvuldig worden gedissecteerd. Leg vervolgens de abdominale aorta bloot, waarbij vasculaire manipulatie en lymfatische schade tot een minimum worden beperkt.Disseceer nu 0,5 tot één centimeter van de arteria mesenterica superior en plaats daar een drie SB transonic flowprobe omheen. Disseceer vervolgens 0,5 tot één centimeter van de linker arteria renalis en plaats daar een twee SB transonic flowprobe omheen. Sluit daarna de huid en zet de flowprobes indien nodig met plakband vast.Nadat het biggenpje is toegedield met extra anesthesie en er een thoracotomie is uitgevoerd in de vierde linker intercostaalruimte, dient men een wattenstaafje te gebruiken om de linkerlong naar beneden te drukken en de zuurstoftoevoer indien nodig te verhogen. Hoewel het plaatsen van de pulmonale arteriële katheter en de flowprobe de moeilijkste delen van de experimentele procedure zijn, is de ligatie van de ductus arteriosus openstaan essentieel om de pulmonale arteriële flow als surrogaat voor het hartminuutvolume te kunnen gebruiken. Bijzondere zorg tijdens de volgende stappen zal daarom resulteren in een nauwkeurigere simulatie van klinische hypoxie.Open vervolgens het pericardium. Identificeer de ductus arteriosis, die van de aorta naar de arteria pulmonalis loopt. De ductus arteriosis kan worden afgebonden door een dikke 3-0 zijden hechting bij de oorsprong aan te brengen.Bevrij vervolgens de hoofdpool van de longslagader en plaats daarna een vasculair lusje onder de slagader met behulp van een dikke 0-hechtdraad. Gebruik vervolgens een 5-0 prolyne-hechtdraad aan de basis van de slagader om een purse-string te maken voor de plaatsing van de longslagaderkatheter. Neem nu een 20 gauge angiokatheter met drie zijgaatjes op minder dan 1 cm van de punt van de katheter en voer deze door de purse-string tot een maximum van 1 cm in.Controleer vervolgens de katheter op een vrije doorstroming van veneus bloed. Sluit de katheter aan op de druktransducer en controleer de longslagaderdruk en de golfvorm. Trek vervolgens de purse-string hechting aan om de longslagaderkatheter te fixeren.Plaats vervolgens een six SB transonische flowprobe rond de arteria pulmonalis. Breng tot slot ultrasone gel aan tussen de flowprobe en de slagader om een optimale signaaltransductie mogelijk te maken en dek de wond af met vochtige gaasjes gedrenkt in zoutoplossing om hypoxie te induceren. Verlaag de geïnhaleerde zuurstofconcentratie naar 12% door de concentratie van geïnhaleerd stikstofgas te verhogen.Pas vervolgens de geïnspireerde zuurstofconcentratie aan tussen 10 en 15% om een arteriële zuurstofpartiële druk van 20 tot 40 millimeters kwik en een arteriële zuurstofsaturatie van 30 tot 40% gedurende twee uur te verkrijgen. Voer daarna een arteriële bloedanalyse uit om de arteriële koolstofdioxidenpartiële druk te beoordelen en pas de ventilatorfrequentie dienovereenkomstig aan. Blijf monitoren op veranderingen in de bloedstroom in de arteria carotis communis, de arteria mesenterica superior en de linker arteria renalis.Tijdens het tweede uur van hypoxie wordt de hypoxische stress verhoogd om het hartminuutvolume gestaag te verlagen tot 30 tot 40% van de baseline, de gemiddelde arteriële druk tot 30 tot 35 millimeters van kwik en de arteriële pH tot 6,95 tot 7,05. Verhoog de geïnhaleerde zuurstofconcentratie abrupt naar 100% door het stikstofgas te stoppen terwijl pure zuurstof wordt toegediend. Let op het dramatische herstel van het hartminuutvolume, de gemiddelde arteriële druk en andere hemodynamische parameters.Zet de reanimatie na deze tijdsperiode nog een half uur voort met 100% zuurstof. Verlaag de geïnhaleerde zuurstofconcentratie snel naar 21%. De inductie van hypoxemie bij het pasgeboren biggetje gedurende het eerste uur van hypoxie resulteert in een toename van het hartminuutvolume of de pulmonale arteriële flow naar 130% tot 140% van de basiswaarde. Gewoonlijk bereikt het hartminuutvolume zijn maximale compensatie tussen de eerste 30 en 60 minuten van hypoxie.Er wordt ook een toename van de hartslag tijdens hypoxie waargenomen. Verder wordt de bloedstroom gecentraliseerd, wat resulteert in een verminderde mesenteriale en renale perfusie. Tegelijkertijd wordt tijdens het tweede uur van hypoxie een behouden of verhoogde bloedstroom in de arteria carotis communis waargenomen.Er is sprake van een gestage afname van het hartminuutvolume, de ontwikkeling van hypotensie en een vertraging van de hartslag met of zonder aritmie. Hypoxie induceert daarnaast pulmonale hypotensie met een verhoogde pulmonale arteriedruk, zoals hier in deze laatste figuur te zien is. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht hebben in hoe de systemische en regionale hemodynamische toestand bij een pasgeboren big continu kan worden gemonitord en gemeten.Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in 75 minuten worden voltooid mits de procedure correct wordt gevolgd. Andere methoden, zoals de plaatsing van vrije-radicaalsensoren in de cerebrale cortex, kunnen worden toegepast om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals: wat is de rol van de generatie van vrije radicalen bij hypoxisch-ischemische encefalopathie?

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Hypoxisch-ischemische encefalopathie na perinatale asfyxie kan worden bestudeerd met behulp van diermodellen. We tonen de procedures die nodig zijn voor het opzetten van een biggenmodel van neonatale hypoxisch-ischemische encefalopathie.

Een Knorretje Model van Neonatale hypoxisch-ischemische encefalopathie

Anesthesie-geïnduceerde ontwikkelingsneurotoxiciteit (AIDN) onderzoek heeft zich gericht op knaagdieren, die niet breed van toepassing zijn op mensen. Niet-menselijke primatenmodellen zijn relevanter, maar zijn kosteloos en moeilijk te gebruiken voor experimenten. Het piglet is daarentegen een klinisch relevant, praktisch diermodel dat ideaal is voor de studie van anesthetische neurotoxiciteit.

Gebruik van een varkensmodel voor de studie van anesthesie-geïnduceerde ontwikkelingsneurotoxiciteit (AIDN): een vertaal-neuroscience-benadering

Invasieve instrumentatie van het foetale lam biedt nauwkeurige fysiologische metingen van de kopstoot circulatie in een model dat nauw samen van de Nabootsers van het pasgeboren kind.

De perinatale ontwikkelingsniveau lam Model: Een Model voor pasgeboren reanimatie

Dit biggenmodel omvat chirurgische instrumentatie, verstikking tot de hartstilstand, reanimatie en observatie na reanimatie. Het model maakt meerdere bemonstering per dier mogelijk en door gebruik te maken van continue invasieve arteriële bloeddruk, ECG en niet-invasieve cardiale outputmonitoring, biedt het kennis over hemodynamiek en cardiale pathofysiologie bij perinatale asfyxie en neonatale cardiopulmonale reanimatie.

Een biggenperinataal asfyxiemodel om hartletsel en hemodynamiek te bestuderen na hartstilstand, reanimatie en de terugkeer van spontane circulatie

Dit artikel is bedoeld om onderzoekers een gedetailleerde en toegankelijke gids te bieden voor het opzetten van een model van hemorragische shock bij baby's.

Beschrijving van een varkensbabymodel van volumegecontroleerde hemorragische shock

Dit protocol beschrijft de ontwikkeling van een neonataal biggenmodel van acuut longletsel dat vroege pathogene gebeurtenissen modelleert die optreden in de premature long, waaronder een subadequate hoeveelheid oppervlakteactieve stoffen, hyperoxie, hogedrukventilatie en ontsteking, om het begrip van moleculaire triggers van bronchopulmonale dysplasie te vergemakkelijken en de therapeutische vertaling te verbeteren.

Ontwikkeling van een model voor acuut longletsel bij neonatale biggen dat de vroege omgeving van te vroeg geboren longen nabootst

We hebben een varkensmodel ontwikkeld voor de doelgerichte toediening van farmacologische middelen in de pericardiale ruimte/vloeistof. Met deze aanpak kunnen de relatieve voordelen van toegediende middelen op geïnduceerde atriumfibrillatie, relatieve refractaire perioden en/of ischemische bescherming worden onderzocht.

Het testen van de werkzaamheid van farmacologische middelen in een Pericardvocht Target Delivery Model in het Swine

Dit artikel beschrijft een methode voor het genereren van een reproduceerbare spinale cord compressie letsel (SCI) in de neonatale muis. Het model biedt een voordelige platform voor het bestuderen van mechanismen van adaptieve plasticiteit die ten grondslag liggen aan spontane functionele herstel.

Een Neonatale Mouse Spinal Cord Injury Compressie Model

Dit protocol beschrijft een zeer reproduceerbaar model van hartregeneratie door chirurgische inductie van een myocardinfarct in de linker ventrikel van muizen op postnatale dag 1. De methode omvat inductie van hypothermische anesthesie en ligatie van de linker voorste descendentie van de kransslagader.

Myocardinfarct bij pasgeboren muizen, een model van Cardiac Regeneration

Het doel van dit protocol is om aan te tonen van de plaatsing van een vertraagde beklemmende apparaat (een ameroid constrictor) rond een hartkransslagader in een varkens-model. Dit apparaat maakt een ischemische ruimte van het hart dat is handig voor het bestuderen van nieuwe diagnostische imaging technieken en nieuwe methodes van behandeling.

Een Model van de chronische cardiale ischemie in varkens met behulp van een Ameroid-Constrictor

Leer hoe systemische en regionale hemodynamische veranderingen bij neonatale asfyxie worden onderzocht met behulp van een varkensmodel. Deze methode biedt waardevolle inzichten voor neonatale zorg en therapie.

Een Swine Model van neonatale Verstikking

Meer video's verkennen