Ten artykuł opisuje modyfikacje procedury wszczepienia cewnika do dializy otrzewnowej w modelu mysim, aby uniknąć poważnych problemów technicznych obserwowanych przy konwencjonalnych technikach.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł opisuje modyfikacje procedury wszczepienia cewnika do dializy otrzewnowej w modelu mysim, aby uniknąć poważnych problemów technicznych obserwowanych przy konwencjonalnych technikach.
Mysie modele są wykorzystywane do badania różnych aspektów dializy otrzewnowej (PD), takich jak zapalenie otrzewnej i zwłóknienie. Zdarzenia te prowadzą do niewydolności błony otrzewnej u ludzi, która pozostaje obszarem intensywnych badań ze względu na jej głębokie implikacje kliniczne w leczeniu pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek (ESKD). Pomimo klinicznego znaczenia choroby Parkinsona i związanych z nią powikłań, obecne eksperymentalne modele mysie borykają się z kluczowymi wyzwaniami technicznymi, które pogarszają wydajność modeli. Należą do nich migracja cewnika PD i załamanie i zwykle uzasadniają wcześniejsze usunięcie cewnika. Ograniczenia te powodują również konieczność ukończenia badania przez większą liczbę zwierząt. Odnosząc się do tych wad, badanie to wprowadza ulepszenia techniczne i niuanse chirurgiczne, aby zapobiec powszechnie obserwowanym powikłaniom cewnika PD w modelu mysim. Co więcej, ten zmodyfikowany model jest walidowany poprzez indukowanie zapalenia i zwłóknienia otrzewnej za pomocą zastrzyków lipopolisacharydowych. Zasadniczo w artykule tym opisano ulepszoną metodę tworzenia eksperymentalnego modelu choroby Parkinsona.
Obciążenie schyłkową niewydolnością nerek
Przewlekła choroba nerek (PChN) jest ogólnoświatowym problemem zdrowotnym1. Obecne szacunki sugerują, że ponad 850 milionów ludzi na całym świecie cierpi na choroby nerek. Częstość występowania chorób nerek prawie podwaja liczbę osób z cukrzycą (422 miliony) i jest ponad 20 razy większa niż częstość występowania pacjentów z rakiem (42 miliony) lub HIV/AIDS (36,7 miliona) na całym świecie2. Około jeden na siedmiu Amerykanów cierpi na PChN, a dwóch na 1000 Amerykanów ma ESKD wymagające przeszczepu nerki lub wspomagania dializy3. Biorąc pod uwagę rosnące obciążenie ESKD na całym świecie, optymalizacja technologii dializ ma kluczowe znaczenie3.
Dializa otrzewnowa
PD jest znacznie niedostatecznie wykorzystywaną metodą leczenia ESKD w Stanach Zjednoczonych. Według United States Renal Data System (USRDS) odsetek pacjentów z powszechną chorobą Parkinsona wynosił tylko 11% w 2020 roku4,5. PD daje kilka zalet w porównaniu z hemodializą w ośrodku (HD), w tym lepszą jakość życia, mniej wizyt w klinice i zmniejszenie wydatków na Medicare6,7. Ponadto choroba Parkinsona jest terapią domową i wiąże się ze znacznie niższym ryzykiem poważnych infekcji, takich jak bakteriemia i zapalenie wsierdzia, które często są związane z cewnikami do hemodializy. Co więcej, PD można rozpocząć szybko za pomocą protokołu pilnego rozpoczęcia, co zmniejsza potrzebę rozpoczynania dializy za pomocą cewników naczyniowych na stałe8. PD jest uważana za preferowaną metodę dializy w populacji pediatrycznej ESKD9.
Upośledzenie otrzewnowej wywołane dializą otrzewnową
Choroba Parkinsona polega na wprowadzeniu płynu PD (dializatu) do otrzewnej, co z czasem skutkuje stanem zapalnym i przebudową błony otrzewnej. Zapalenie otrzewnej wywołuje zwłóknienie, którego kulminacją jest potencjalna utrata zdolności ultrafiltracji błony w miarę upływu czasu. Zachowanie błony otrzewnej jest poważnym wyzwaniem w chorobie Parkinsona, a dalsze badania są niezwykle ważne, aby zapewnić lekarzom dostęp do najlepszych praktyk klinicznych. Istnieją dobrze ugruntowane modele mysie, które pomagają lepiej zrozumieć patofizjologiczne mechanizmy infekcji i zapalenia otrzewnej, substancji rozpuszczonej, kinetyki transportu wody i niewydolności błony; Mimo to problemy techniczne z cewnikiem często ograniczają te modele10.
Analiza zmian w błonie otrzewnej
U pacjentów z ESKD dialilat jest tradycyjnie wprowadzany do jamy otrzewnej przez cewnik Tenkhoffa z głębokim i powierzchownym mankietem. Pacjenci mogą potencjalnie doświadczyć powikłań związanych z cewnikiem, w tym migracji cewnika, bólu związanego z infuzją i słabego drenażu dializatu11,12,13. Aby zminimalizować te powikłania, wprowadzono dwa główne typy cewników otrzewnowych dla ludzi, zwijanych lub prostych12. Kilka modyfikacji, w tym dodatkowy mankiet do konwencjonalnych cewników z dwoma mankietami, zostało dodanych do oryginalnych cewników, aby przedłużyć przeżycie cewnika PD11. Technika wprowadzania różni się w zależności od kilku czynników, zapobiegając migracji cewnika po przeżyciu, w tym dostępności zasobów i poziomu wiedzy specjalistycznej14.
Natomiast mysie modele dializy otrzewnowej mają zasadnicze różnice w technikach i celu w porównaniu do ludzkich cewników otrzewnowych. Na przykład cewniki otrzewnowe w modelach mysich są używane głównie do badania zmian błonowych i są mniej przeznaczone do dwukierunkowych funkcji drenażu. Obecna technika jest narażona na potencjalne przemieszczenie portu i migrację cewnika ze względu na obchodzenie się ze zwierzętami. W konwencjonalnych modelach mysich porty dostępowe nie były przymocowane do skóry. Ten aspekt stworzył niestabilny port dostępowy, który u obudzonych zwierząt mógł zostać przemieszczony, co spowodowało migrację cewnika. Biorąc pod uwagę znaczenie modeli mysich w badaniach błon otrzewnej, konieczne jest stworzenie skutecznych technik chirurgicznych w celu wygenerowania wiarygodnych modeli. Dlatego postanowiliśmy zoptymalizować konwencjonalny model zakładania cewnika do PD. Ważne jest, aby pamiętać, że cewnik sam w sobie powoduje zmiany histopatologiczne w błonie otrzewnej, a zatem wszelkie wnioski dotyczące wpływu roztworów PD w badaniach na zwierzętach muszą być interpretowane w kontekście cewnika PD jako ciało obce15,16,17.
Histopatologia błony otrzewnej
Niewydolność PD jest głównie związana ze zwłóknieniem i nadmierną angiogenezą powodującą utratę gradientu stężenia osmolarnego. Ponadto zapalenie otrzewnej może mieć wpływ na zdolność filtracji błony otrzewnej. Ponadto zakaźne zapalenie otrzewnej jest dobrze znaną przyczyną zmiany metody dializy z dializy otrzewnowej na hemodializę. 18.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Do tego badania użyto ośmiu samic myszy C57BL/6J w wieku 8-12 tygodni i średniej wadze 20 g. Myszy trzymano w standardowych warunkach i karmiono karmą i wodą ad libitum. Badanie to zostało przeprowadzone za zgodą Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC), Boston University Medical Center (AN-1549). Opisane tu zabiegi zostały wykonane w sterylnych warunkach.
1. Znieczulić mysz w komorze izofluranu i wstrzyknąć środek przeciwbólowy podskórnie
2. Przygotowanie skóry
3. Zmierz długość cewnika i zaznacz punkt wprowadzenia w jamie brzusznej i przewodzie rurki nad przygotowaną skórą
4. Dostosuj sekcję zbiornika cewnika otrzewnowego
5. Umieść port do wkraplania
6. Wykonaj nacięcie w miejscu wprowadzenia końcówki cewnika
7. Potwierdź działanie cewnika
8. Zamknij nacięcia skóry
9. Zamocuj końcówkę cewnika w jamie brzusznej
10. Monitoruj zwierzęta po operacji i codziennie, podawaj pooperacyjne środki przeciwbólowe i płyny, a także prowadź codzienną dokumentację pooperacyjną przez minimum 7 dni i aż do całkowitego wyzdrowienia
11. Wstrzykiwanie płynów
12. Znieczulenie myszy przed pobraniem otrzewnej i pobranie płynu otrzewnowego
13. Biopsja otrzewnowej
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie wszczepione cewniki pozostały funkcjonalne do końca badania, a w żadnym przypadku nie wystąpiły powikłania w postaci przemieszczenia lub zagięcia cewnika. Obecna, zmodyfikowana technika została dodatkowo zwalidowana w modelu zapalenia otrzewnej indukowanego LPS. Myszy kontrolne otrzymywały codzienne wstrzyknięcia 200 µL soli fizjologicznej, natomiast myszom eksperymentalnym wstrzyknięto 200 µL LPS, zgodnie z opisem w kroku 11 protokołu, przez łącznie 7 dni po implantacji cewnika.
Bło...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opisano trzy mysie modele PD. Obejmuje to ślepe nakłucie powierzchni otrzewnej, system otwarty-stały i system zamknięty10. Ślepe nakłucie powierzchni otrzewnej wiąże się z bezpośrednim dostępem otrzewnowym, podobnie jak wstrzyknięcia dootrzewnowe, ale nie pozwala na drenaż dializatu. Będąc zaślepioną procedurą, metoda ta może uszkodzić narządy trzewne jamy brzusznej. Model systemu otwartego-stałego utrzymuje cewnik do dializy i port wkraplania na zewnątrz organizmu. Jednak ta technika u myszy wiąż...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Ta praca była wspierana przez NIH 1R01HL132325 i R21 DK119740-01 (VCC) oraz AHA Cardio-oncology SFRN CAT-HD Center grant 857078 (VCC i SL).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 10% heparyna | Canada Inc., Boucherville, QC, Kanada) | Produkt | |
| Buprenorfina 0,3 mg/ml | PAR Farmaceutyczny | NDC 42023-179-05 | |
| Myszy C57BL/6J | Laboratorium Jacksona | IMSR_JAX:000664 | |
| CD31 | Abcam | Ab9498 | |
| Zacisk | Narzędzia naukowe | Numer katalogowy 13002-10 | |
| Kleszcze | Narzędzia naukowe | 11002-12 | |
| Kleszcze do #5SF | Dumont Narzędzia do nauki | 11252-00 | |
| Kleszcze do kaniulacji naczyń Dumont | Narzędzia do nauki | 11282-11 | |
| Cienkie nożyczki - duże pętle | Narzędzia do nauki | 14040-10 | |
| Fisherbrand Dziurkacz do uszu zwierząt | Fisher Scientific | 13-812-201 | |
| Hill Hemostat | Fine Science Tools | 13111-12 | |
| Igła punktowa Hubera | Dostęp Technologie | PG25-500 | Igła do wstrzykiwań |
| Izofluran, USP | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| Lipopolisacharyd z E.coli | SIGMA& | nbsp; L4391 | |
| Mikroskop | Nikon Eclipse Mikroskop odwrócony | TE2000 | |
| Minute Mouse Port 4Francuski z koralikami retencyjnymi i otworami krzyżowymi | Dostęp Technologie | MMP-4S-061108A | |
| Posi-Grip Igły punktowe Huber 25 G x 1/2&ostre; i ostry; | Dostęp Technologie | PG25-500 | |
| Nożyczki | Narzędzia naukowe | 14079-10 | |
| Vicryl Szew | AD-Chirurgiczny | #L-G330R24 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
An erratum was issued for: A Retrograde Implantation Approach for Peritoneal Dialysis Catheter Placement in Mice. The Authors section was updated from:
Saran Lotfollahzadeh1
Mengwei Zhang1
Marc Arthur Napoleon1
Wenqing Yin1
Josephine Orrick1
Nagla Elzind1
Austin Morrissey1
Isaac E. Sellinger1
Lauren D. Stern1
Mostafa Belghasem2
Jean M. Francis1
Vipul C. Chitalia1,3,4
1Renal Section, Department of Medicine, Boston University School of Medicine
2Department of Biomedical Science, Kaiser Permanente Bernard J. Tyson School of Medicine
3Veterans Affairs Boston Healthcare System
4Institute of Medical Engineering and Sciences, Massachusetts Institute of Technology
to:
Saran Lotfollahzadeh1
Mengwei Zhang1
Marc Arthur Napoleon1
Wenqing Yin1
Josephine Orrick1
Nagla Elzind1
Austin Morrissey1
Isaac E. Sellinger1
Lauren D. Stern1
Mostafa Belghasem2
Jean M. Francis1
Vipul C. Chitalia1,3,4
1Renal Section, Department of Medicine, Boston University Aram V. Chobanian & Edward Avedisian School of Medicine
2Department of Biomedical Science, Kaiser Permanente Bernard J. Tyson School of Medicine
3Veterans Affairs Boston Healthcare System
4Institute of Medical Engineering and Sciences, Massachusetts Institute of Technology