2 juni 2022
Cardiothoracale chirurgische modellen bij muizen >7 dagen oud vereisen intubatie, maar dit is een uitdaging voor preadolescente (8-14 dagen oude) muispups en er is weinig informatie over anesthetische regimes voor intubatie. Hier presenteren we doseringsschema's van ketamine / xylazine / atropine in 10 dagen oude C57BL / 6J-muispups die endotracheale intubatie mogelijk maken, terwijl de diersterfte wordt geminimaliseerd.
Ons protocol is de eerste gedocumenteerde methode voor anesthesie en endotracheale intubatie van pre-adolescente muispups Voor cardiothoracale chirurgie. We hebben anesthesieregimes, gespecialiseerde apparatuur en specifieke behandelingspraktijken ontwikkeld die endotracheale intubatie van 10 = dag oude C57 Black Six J-muispups voor cardiothoracale chirurgie mogelijk maken en tegelijkertijd de dierensterfte minimaliseren. We verwachten dat een operator met ervaring in volwassen intubaties vaardigheid in pre-adolescente intubatie kan bereiken na het oefenen op 10 nesten van zeven tot acht pups Die de procedure demonstreren zal Dr. Jianxin Wu zijn, een senior stafwetenschapper van ons laboratorium.
Zet op de dag van het experiment gespecialiseerde apparatuur op voor intubatie van 10-dagen oude pups zoals beschreven in het manuscript. Gebruik voor de operatie een canule bestaande uit een 19 millimeter lange plastic buis bevestigd aan een 21 millimeter plastic vrouwelijke lokslotadapter. Verstijf de slang van de canule door een stuk koperdraad in te brengen via de lokslotadapter.
Bevestig de verdoofde pup in rugligging aan een intubatieplatform. Controleer vóór intubatie van de verdoofde pup de diepte van de anesthesie door de pootknijpreflex. De pootknijpreflex moet aanwezig zijn, maar duidelijk verminderd met die van een bewust dier.
Houd de tong van de pup vast met een kleine tang en gebruik een laryngoscoop gemaakt van een stuk koperdraad en een flexibel glasvezellicht om de glottis en stembanden bloot te leggen. Kantel de verstijfde canule zodat het uiteinde van het kunstaasslot iets lager is dan de punt, en zodra de stembanden zich scheiden, plaats de canule en verplaats deze totdat de lokslotadapter net buiten de mond is. Verwijder dan onmiddellijk de draad.
Beoordeel de diepte van de anesthesie na de intubatie door het vermogen van het dier om spontaan te ademen. Breng de geïntubeerde pup over op een opwarmpad van 37 graden Celsius. Bevestig succesvolle tracheale intubatie van spontaan ademende pup door de intubatiekatheter kort te blokkeren om te controleren of dit beweging op de borst voorkomt.
Sluit de endotracheale canule aan op een ventilator en lever 100% zuurstof met een stroomsnelheid van één liter per minuut. De procedure duurt minder dan 15 seconden om rebreathing te minimaliseren. Na het induceren van een chirurgisch anesthesievlak voor de operatie, bevestigt u tracheale intubatie door te controleren of de frequentie van de borstwandbeweging gelijk is aan die van de beademingsmachine.
Plaats de pup onder een chirurgische microscoop met 10X en 16X doelstellingen voor de myocardinfarctoperatie. Maak na het desinfecteren van de huid een horizontale huidincisie tussen de derde en vierde rib in de linker zijwand van de borst met behulp van een scalpel. Open met behulp van een fijne tang de thorax door stompe dissectie van de in intercostale ruimte en gebruik een retractor om de ruimte open te houden.
Induceer een myocardinfarct door de linker kransslagader distale aan het linker atriale aanhangsel te binden met een 9-0 polypropyleen monofilament hechting. Sluit na de 10 minuten van de infarctoperatie de huid met een 7-0 hechting. Reinig het bloed met 70% ethanol of zoutoplossing en desinfecteer de incisie met Betadine.
Laat het dier herstellen en zorg ervoor dat de spontane ademhaling binnen enkele minuten wordt hervat. Breng de pup vervolgens terug naar de verwarmde voorgeoxygeneerde kamer en controleer continu tijdens het herstel. Als de rechtzettingsreflex wordt herwonnen, extubateer de pup.
Wrijf de pup voorzichtig in met thuiskooibedden. Houd de pup warm en controleer of de ademhaling regelmatig is en de pup in staat is tot spontane beweging. Breng de dam terug naar de kooi.
Breng vervolgens alle pups terug als ze volledig hersteld zijn van de narcose. Huisvest de moeder en pups 's nachts in een kooi die half op een opwarmpad is geplaatst op 37 graden Celsius. Op de derde dag na de operatie bevestigt u de verdoofde pup in rugligging op een verwarmend pad door de staart te tapen.
Plaats een draad over de snijtanden en plak de pup in een positie en houd het hoofd uitgestrekt in een neuskegel. Desinfecteer de huid met 70% ethanol. Maak met behulp van een fijne schaar een incisie van één centimeter in de huid over de rechter gemeenschappelijke halsslagader langs de luchtpijp en kan het blootgestelde vat uitwerken met behulp van een polyethyleenbuis van één lumen die is bevestigd aan een naald van 26 gauge om 0,2 milliliter heparinized zoutoplossing toe te dienen gedurende één minuut na het veroorzaken van een hartstilstand zoals beschreven in het manuscript, ontleed de rechter halsader via de vorige incisie en transect deze.
Perfuseer het hart met 0,2 milliliter PBS en vervolgens met 0,1 milliliter van 0,2% Alcian Blue om het niet-geïnfarcteerde externe myocardium te kleuren. Controleer succesvolle perfusie, wat blijkt uit het uitspoelen van bloed, PBS en vervolgens Alcian Blue via de halsader. Als u klaar bent, opent u de thorax en snijdt u het hart weg door het omliggende bindweefsel en de bloedvaten te ontleden om het hart vrij te maken.
Spoel het hart in PBS, verwijder vervolgens de boezems en fotografeer het hart met een camera gemonteerd op een chirurgische microscoop met behulp van een 10X subjectieve. In de voorbereidende experimenten werd het anesthesieregime geoptimaliseerd voor 10-dagen oude pups. Een dosis van 50 milligram per kg Ketamine, zes milligram per kg Xylazine en 0,18 milligram per kg atropine resulteerde in een voldoende diepte van anesthesie om endotracheale intubatie van spontaan ademende pups met een gewicht van 5,5 tot 7,30 gram mogelijk te maken.
Omdat de lichtere pups de hogere dosis anesthesie niet konden verdragen, maakte het verlagen van de dosering tot 30 milligram per kg ketamine, vier milligram per kg xylazine en 0,12 milligram per kg atropine de intubatie van de pups met een gewicht van 4,50 tot 5,49 gram mogelijk. Ter vergelijking: verdere verlaging van de ketaminedosering tot 20 milligram per kg maakte de intubatie van pups met een gewicht van 3,15 tot 4,49 gram mogelijk. De tabel toont ook het aantal en het percentage geïntubeerde pups dat tot een operatie is overgegaan.
De pups met een lager lichaamsgewicht waren moeilijker te intuberen dan zwaardere pups en hadden meer pogingen nodig, wat resulteerde in een kleiner overlevingspercentage van de pups dan de groep met het hoogste gewicht. Bovendien ging een groter aantal van de geïntubeerde pups uit de groep met het hoogste gewicht over tot de myocardinfarctoperatie dan de groep met een laag en gemiddeld gewicht. De overleving twee dagen na een myocardinfarctoperatie was consistent tussen de verschillende gewichtsgroepen bij 86% tot 92% Diepte van anesthesie is van cruciaal belang voor intubatie en overleving.
Als anesthesie te licht is, is intubatie moeilijk. Als het te diep is, zullen pups spontaan stoppen met ademen tijdens of na intubatie. Ons anesthesie-intubatieprotocol maakt het mogelijk om modellen op te stellen die cardiale thoracale chirurgie vereisen bij pre-adolescente muizen, waardoor bijvoorbeeld studies op de longen, slokdarm en het hart tijdens deze periode mogelijk zijn.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie richt zich op de uitdagingen bij het intuberen van pre-adolescente muizenpups (10 dagen oude C57BL/6J) voor cardiothoracale chirurgie. Er wordt een nieuw protocol gepresenteerd voor anesthesieschema's dat de mortaliteit tijdens het intubatieproces minimaliseert.
Betrouwbare anesthesie- en intubatieprotocollen voor muizenpups voor de preadolescentie zijn cruciaal voor het genereren van robuuste cardiothoracale chirurgische modellen in preklinisch onderzoek. Deze methode maakt mechanistische studies naar myocardiale regeneratie in een ontwikkelingsrelevant systeem mogelijk, wat het voorspellend vertrouwen bij vroege targetvalidatie ondersteunt. Gestandaardiseerde intubatie- en anesthesieregimes verminderen procedurele variabiliteit en mortaliteit, waardoor de translationele waarde van muismodellen voor cardiale letsels voor biofarmaceutische R&D-portfolio's wordt verhoogd.
Dit protocol is geïntegreerd in het vroege continuüm van ontdekking naar preklinisch onderzoek door betrouwbare cardiothoracale chirurgie bij preadolescente muizen mogelijk te maken, een cruciaal omslagpunt voor regeneratief hartonderzoek.