Een Rat Model van ventriculaire fibrillatie en Reanimatie door conventionele Closed-borst Techniek
26 april 2015
Dit artikel beschrijft een rattenmodel van elektrisch geïnduceerde ventrikelfibrillatie en reanimatie door borstcompressie, ventilatie en toediening van elektrische schokken die een episode van plotselinge hartstilstand en conventionele cardiopulmonale reanimatie simuleert. Het model maakt het mogelijk om inzichten te verzamelen over de pathofysiologie van hartstilstand en het verkennen van nieuwe reanimatiestrategieën.
Het algemene doel van deze procedure is om inzicht te krijgen in de pathofysiologie van hartstilstand en nieuwe reanimatiestrategieën te verkennen. Dit wordt bereikt door het dier eerst chirurgisch te instrumenteren om verschillende fysiologische parameters te meten die worden verzameld in een dataverzamelsysteem voor latere offline analyse, hartstilstand wordt veroorzaakt door elektrisch ventrikelfibrilleren of VF te induceren. Voor deze stap wordt een voorgebogen G-draad in de rechter externe halsslagader ingebracht en naar de rechter ventrikel gebracht, waardoor de levering van een elektrische stroom voor het induceren van VF mogelijk wordt.
Na acht minuten van onbehandelde VF wordt borstcompressie geïnitieerd door een plunjerapparaat te gebruiken, waarbij de compressiediepte geleidelijk wordt verhoogd terwijl het dier in een plunjerpositie wordt gebracht die de hoogste aorta-diastolische druk oplevert. Na acht minuten van borstcompressie wordt defibrillatie geprobeerd door elektrische schokken aan het dier te geven. Dieren die succesvol worden gereanimeerd, worden gemonitord om de effecten van reanimatie-interventies op post-reanimatie, hemodynamische en metabolische functie, en op overleving te beoordelen.
Hoewel deze methode inzicht kan geven in nieuwe reanimatiestrategieën, kan het ook nuttig zijn om de onderliggende mechanismen te onderzoeken waardoor therapieën op cellulair niveau werken door middel van weefselanalyse en beoordeling van circulerende marker. Het rode model van hartstilstand en reanimatie dat u vandaag gaat zien, werd in 1988 ontwikkeld door Irene Bonta en mijn mentor Professor Max Harry Wilde. Het model is wereldwijd veel gebruikt, en we geloven dat de visuele weergave van het model nuttig zal zijn voor wetenschappers.
Studenten geïnteresseerd in het gebied van cardiopulmonale reanimatie, dit rattenmodel van hartstilstand met gesloten borst reanimatie kan nuttig zijn bij het bevorderen van ons begrip van de pathofysiologie van hartstilstand en de ontwikkeling van nieuwe reanimatiebenaderingen Om het vorderen van de PE 25 katheter in de aflopende thoracale aorta te vergemakkelijken, begint u met het maken van een twee centimeter snede in de rechter inguinale gebied van een verdoofde volwassen rat op een hoek van 90 graden ten opzichte van de groef. Gebruik vervolgens een paar hemostatis om het omliggende bindweefsel te botvrij maken, waardoor de femorale vaten en zenuwen worden blootgesteld. Gebruik gebogen microdissectietangen om het vasculaire omhulsel rond de vaten bloot te leggen. Reis vervolgens met microdissectietangen onder de femorale slagader, ader en zenuw, en ondersteun ze op een hoek van 90 graden ten opzichte van de vaten wanneer beide vaten en zenuwen worden ondersteund.
Gebruik een andere set gebogen microdissectietangen om de slagader te scheiden van de zenuw en ader tot een lengte van ongeveer een centimeter. Eenmaal gescheiden, brengt u een distale en een proximale ligatuur aan onder de vaten. Gebruik een chirurgsknoop om de distale ligatuur stevig vast te trekken, gevolgd door twee enkele knopen.
Trek de proximale ligatuur vast met een losse chirurgsknoop. Maak vervolgens een kleine incisie in het vat in de buurt van de distale ligatuur op een hoek van 60 graden ten opzichte van het vat met een paar microdissectiescharen, waarbij ongeveer een kwart van het doorsnedegebied wordt gesneden. Breng vervolgens een 22 gauge naald met een stompe punt en gebogen op een hoek van 70 graden in de vaatopening in, terwijl u voorzichtig de distale ligatuur met de hemostatis vasthoudt om het vat te stabiliseren.
Til nu voorzichtig de introduceernaald op om het lumen bloot te leggen en leid de PE 25 katheter onder de introduceernaald, waarbij de naald wordt verwijderd. Zodra de kathetertip is ingebracht, brengt u de katheter naar de acht centimeter markering om de tip in de aflopende thoracale aorta te plaatsen, en trekt u vervolgens de proximale ligatuur aan door twee extra enkele knopen toe te voegen om de katheter aan het vat te bevestigen. Deze opname van de nek toont een eerder gecanuleerde rechter externe halsslagader om de luchtpijp bloot te leggen.
Gebruik vervolgens hemostatis om de incisie naar de middenlijn uit te breiden en gebruik vervolgens de hemostatis om verder te botvrij maken, de sternal hyoid, sternal thyroid en mastoid secties van de CTO cephalic spieren. Gebruik een weefselverspreider om de luchtpijp bloot te leggen. Trek vervolgens de tong eruit om de luchtweg met een stevige greep uit te rekken.
Een vijf F tracheale canule gemonteerd op een stylet met een punt naar boven, die de bovenste luchtwegen, stembanden en luchtpijp probeert te betreden. Succesvolle tracheale intubatie kan vervolgens worden bevestigd door de herkenning van de karakteristieke capnografische golfvorm. Voordat u begint met het hartstilstand en reanimatie protocol, meet u de hartuitvoer en verschillende drukken om de hemodynamische stabiliteit te verifiëren.
Zodra de basiswaarden zijn vastgelegd, verwijdert u de drieweg stopcock van de drie F polyurethaan katheter die in de rechter externe halsslagader van het dier is ingebracht en brengt u de zachtere punt van de G-draad, ongeveer zeven centimeter, naar voren. Probeer de rechter ventrikel te betreden terwijl u de ECG en de aortadruk monitort. Zet vervolgens de 60 hertz AC generator aan en verhoog geleidelijk de stroom terwijl u de aortadruk monitort.
Houd de stroom gedurende drie minuten en de intensiteit na twee minuten vast. Zet de stroom na drie minuten uit en verwijder de geleidedraad. Bedek de halsslagaderkatheter opnieuw met een drieweg stopcock en verwijder de aardnaald.
Laat VF spontaan doorgaan gedurende de gewenste duur, zet vervolgens de ventilator aan en verhoog geleidelijk de compressiediepte van nul tot 10 millimeter. Tijdens de eerste minuut van borstcompressie, beweeg het dier lichtzijwaarts en sroc. Probeer een positie te vinden die de hoogste aorta-diastolische druk oplevert voor een bepaalde compressiediepte.
Vervolgens gaat u door met het verhogen van de compressiediepte gedurende de tweede minuut totdat een doel-aorta-diastolische druk is bereikt. Houd borstcompressies aan gedurende de gewenste duur voordat u defibrillatie probeert. Direct voordat u de borstcompressies voltooit
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel beschrijft een ratmodel van elektrisch geïnduceerde ventriculaire fibrillatie en reanimatie door middel van borstcompressies, beademing en het toedienen van elektrische schokken. Dit model simuleert een episode van een plotselinge hartstilstand en conventionele cardiopulmonale reanimatie, wat inzicht biedt in de pathofysiologie van hartstilstand en de exploratie van nieuwe reanimatiestrategieën mogelijk maakt.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk gebied
- Hartstilstand
- Reanimatiestrategieën
- Fysiologische monitoring
Achtergrond
- Plotselinge hartstilstand is een kritieke medische noodsituatie.
- Inzicht in de pathofysiologie is essentieel voor het verbeteren van reanimatietechnieken.
- Diermodellen worden veelvuldig gebruikt om hartgebeurtenissen en interventies te bestuderen.
- Deze studie maakt gebruik van een ratmodel om ventriculaire fibrillatie te simuleren.
Doel van de studie
- Om inzicht te krijgen in de mechanismen van een hartstilstand.
- Om nieuwe strategieën voor effectieve reanimatie te onderzoeken.
- Om de impact van reanimatie-interventies op overleving en herstel te beoordelen.
Gebruikte methoden
- Chirurgische instrumentatie van de rat voor fysiologische metingen.
- Inductie van ventriculaire fibrillatie via elektrische stroom.
- Borstcompressie met behulp van een zuigerapparaat om de diastolische aortadruk te verhogen.
- Defibrillatiepogingen na borstcompressie.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle reanimatie werd bereikt bij enkele dieren.
- Hemodynamische en metabole functies na de reanimatie werden gemonitord.
- De studie leverde inzichten op over de effectiviteit van verschillende reanimatiestrategieën.
- Overlevingsuitkomsten werden beoordeeld na de interventies.
Conclusies
- Het ratmodel simuleert effectief een hartstilstand en reanimatie.
- De verkregen inzichten kunnen toekomstige reanimatieprotocollen informeren.
- Verder onderzoek is nodig om interventies te optimaliseren voor betere overlevingskansen.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Dit ratmodel voor ventriculaire fibrillatie en reanimatie biedt een preklinisch platform voor het evalueren van nieuwe reanimatiestrategieën en farmacologische interventies. Het maakt mechanische risicoanalyse van therapeutische kandidaten mogelijk door de menselijke fysiologie van cardiopulmonale reanimatie te simuleren in een gecontroleerd, reproduceerbaar systeem. Het model ondersteunt doelwitvalidatie en lead-identificatie in cardiovasculaire ontdekkingsprogramma's door het kwantificeren van hemodynamische, metabole en overlevingsendpunten die cruciaal zijn voor go/no-go-beslissingen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen met betrekking tot de pathofysiologie van een hartstilstand en reanimatiemechanismen te onderzoeken.
- Operationele waarde: Ondersteunt functionele targetvalidatie door middel van meting van de diastolische aortadruk, coronaire perfusie en hemodynamisch herstel na reanimatie.
- Voorspellende waarde: Faciliteert portfolio-triage door de effecten van verbindingen op het succes van de reanimatie en het herstel van de orgaanfunctie te beoordelen.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Biedt een ziekterelevant systeem voor het screenen van verbindingen die de inductie van ventrikelfibrilleren, de effectiviteit van defibrillatie en de stabilisatie na reanimatie beïnvloeden.
- Operationele waarde: Standaardiseert reanimatieprotocollen met kwantificeerbare resultaten, waaronder aortadruk, end-tidal CO2 en overlevingspercentages, voor de reproduceerbaarheid van de assay.
- Schaalbaarheid: Maakt de preparatie van gevalideerde biologische systemen mogelijk voor verdere evaluatie van farmacologische middelen en celgebaseerde therapieën.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Biedt translationele continuïteit van ontdekking naar preklinische validatie door het modelleren van cruciale aspecten van menselijke hartstilstand en reanimatie.
- Operationele waarde: Ondersteunt risico-gecorrigeerde besluitvorming over verdere ontwikkeling door longitudinale monitoring van overleving, herstel van orgaanfuncties en metabole markers na reanimatie.
- Mechanistische risicoreductie: Maakt beoordeling van cellulaire mechanismen mogelijk via weefselanalyse en meting van circulerende biomarkers om therapeutische kandidaten te de-risken.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het model is geïntegreerd in het continuüm van cardiovasculair onderzoek, van doelwitvalidatie en lead-identificatie tot preklinische efficiëntietests, ter ondersteuning van go/no-go-beslissingen op basis van reanimatieresultaten en hemodynamisch herstel.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetesting van reanimatiemechanismen en pathway-verheldering via real-time hemodynamische en ECG-monitoring.
- Screening: Maakt assay-gereedheid mogelijk via gestandaardiseerde sequenties van borstcompressie, ventilatie en defibrillatie met kwantificeerbare uitlezingen van de aortadiastolische druk en de coronaire perfusiedruk.
- Analytics: Maakt vergelijkende analyse van interventies mogelijk met behulp van hemodynamische, metabole en overlevingseindpunten om therapeutische kandidaten te rangschikken.
- Translational Research: Verbindt met preklinische continuïteit door beoordeling van het herstel van orgaanfuncties en de afstemming van biomarkers met klinische reanimatie-uitkomsten.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbaar platform voor het evalueren van meerdere reanimatiestrategieën, farmacologische middelen en apparaatgebaseerde interventies over verschillende discovery-campagnes heen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen in de ontrafeling van reanimatiemechanismen en vermindert biologische ambiguïteit bij de validatie van cardiovasculaire targets.
- Operationele waarde: Garandeert standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van reanimatieprocedures over laboratoria en onderzoekslocaties heen.
- Strategische waarde: Verbetert de kwaliteit van go/no-go-beslissingen, verhoogt de kapitaalefficiëntie en vermindert het risico op falen in een laat stadium binnen cardiovasculaire ontwikkelingsprogramma's.
- Portfolio-impact: Maakt risicogebaseerde prioritering van reanimatiekandidaten mogelijk door hemodynamisch herstel en overleving als translationele biomarkers te gebruiken.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in chirurgische instrumentatie bij knaagdieren, vasculaire katheterisatie en tracheale intubatie.
- Afhankelijk van instrumentatie voor drukmonitoring, meting van de hartminuutvolume via thermodilutie en de toediening van defibrillatie.
- Noodzaak tot standaardisatie tussen teams voor compressiediepte, ventilatieparameters en protocollen voor elektrische schokken.
- Houdt rekening met aanpassingen bij het vertalen van bevindingen naar grotere diermodellen of menselijke klinische scenario's.
- Beperkt door het invasieve karakter van de chirurgische voorbereiding en het tijdskader van 90 minuten voor instrumentatie, wat de doorloop kan beïnvloeden.
