Mysi model chirurgiczny do tworzenia uszkodzenia reperfuzyjnego niedokrwienia lewego płuca (IR) przy jednoczesnym utrzymaniu wentylacji i unikaniu niedotlenienia.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Mysi model chirurgiczny do tworzenia uszkodzenia reperfuzyjnego niedokrwienia lewego płuca (IR) przy jednoczesnym utrzymaniu wentylacji i unikaniu niedotlenienia.
Uszkodzenie reperfuzyjne niedokrwienne (IR) często wynika z procesów, które obejmują przejściowy okres przerwanego przepływu krwi. W płucach izolowane podczerwień pozwala na eksperymentalne badanie tego specyficznego procesu z ciągłą wentylacją pęcherzyków płucnych, unikając w ten sposób narastających szkodliwych procesów niedotlenienia i niedodmy. W kontekście klinicznym uszkodzenie reperfuzyjne niedokrwienne płuc (znane również jako IRI płuc lub LIRI) jest spowodowane wieloma procesami, w tym między innymi zatorowością płucną, resuscytowanym urazem krwotocznym i przeszczepem płuc. Obecnie istnieją ograniczone możliwości skutecznego leczenia LIRI. W niniejszej pracy przedstawiono odwracalny model chirurgiczny IR płuc obejmujący pierwszą intubację ustno-tchawiczą, a następnie jednostronne niedokrwienie lewego płuca i reperfuzję z zachowaną wentylacją pęcherzyków płucnych lub wymianą gazową. Myszy przechodzą torakotomię lewą, przez którą lewa tętnica płucna jest odsłaniana, wizualizowana, izolowana i ściskana za pomocą odwracalnego węzła ślizgowego. Nacięcie chirurgiczne jest następnie zamykane w okresie niedokrwiennym, a zwierzę jest budzone i ekstubowane. Gdy mysz spontanicznie oddycha, reperfuzja jest ustalana przez uwolnienie węzła wokół tętnicy płucnej. Ten klinicznie istotny model przeżycia pozwala na ocenę uszkodzenia płuc w podczerwieni, fazy ustąpienia, dalszego wpływu na czynność płuc, a także modeli dwóch uderzeń obejmujących eksperymentalne zapalenie płuc. Chociaż jest to technicznie trudne, model ten można opanować w ciągu kilku tygodni lub miesięcy, a ostateczny wskaźnik przeżycia lub sukcesu wynosi 80%-90%.
Uszkodzenie reperfuzji niedokrwiennej (IR) może wystąpić, gdy przepływ krwi zostanie przywrócony do narządu lub tkanki po pewnym okresie przerwy. W płucach IR może wystąpić w izolacji lub w połączeniu z innymi szkodliwymi procesami, takimi jak infekcja, niedotlenienie, niedodma, wolutrauma (z powodu dużych objętości oddechowych podczas wentylacji mechanicznej), barotrauma (wysokie szczytowe lub utrzymujące się ciśnienie podczas wentylacji mechanicznej) lub (niepenetrujące) uszkodzenie stłuczenia płuc1,2,3. Pozostaje kilka luk w naszej wiedzy na temat mechanizmów LIRI i wpływu procesów współbieżnych (np. infekcji) na wyniki LIRI, a także możliwości leczenia LIRI są ograniczone. Model in vivo czystego LIRI jest niezbędny do zidentyfikowania patofizjologii uszkodzenia płuc w podczerwieni w izolacji i zbadania jego udziału w każdym procesie wielokrotnego trafienia, którego elementem jest uszkodzenie płuc.
Modele IR płuc myszy mogą być używane do badania specyficznej dla płuc patofizjologii wielu procesów, w tym transplantacji płuc3, zatorowości płucnej4, oraz uszkodzenia płuc po urazie krwotocznym z resuscytacją5. Obecnie używane modele to surgical lung transplantation6, hilar clamping7, ex vivo lung perfusion8, oraz ventilated lung IR9. W tym miejscu przedstawiamy szczegółowy protokół dla mysiego wentylowanego modelu płuc w podczerwieni sterylnego uszkodzenia płuc. Istnieje wiele korzyści płynących z tego podejścia (Rysunek 2), w tym to, że wywołuje minimalne niedotlenienie i minimalną niedodmę, a także jest to model chirurgii przetrwania, który pozwala na długoterminowe badania.
Powody, dla których warto wybrać ten model LIRI zamiast innych modeli, takich jak modele zacisku wnękowego i perfuzji ex vivo, są następujące: ten model minimalizuje stan zapalny niedodmy, wentylacji mechanicznej i niedotlenienia; zachowuje cykliczną wentylację; utrzymuje nienaruszony układ odpornościowy układu odpornościowego in vivo, który może reagować na uraz IR; i w końcu, Jako procedura przetrwania pozwala na długoterminową analizę mechanizmów wtórnego generowania urazów (modele 2-trafieniowe) i rozwiązywania urazów. Ogólnie rzecz biorąc, uważamy, że ten wentylowany model IR płuc zapewnia "najczystszą" formę uszkodzenia IR, którą można badać eksperymentalnie.
Inne publikacje opisywały użycie intubacji ustno-tchawiczej myszy do wykonywania iniekcji informatycznych lub instalacji10,11, ale nie jako punkt wyjścia do operacji przetrwania, jak to jest w tym modelu. Umieszczenie rurki ustno-tchawiczej pozwala na wykonanie operacji płuc, umożliwiając zapadnięcie się operowanego płuca. Pozwala również na ponowne napompowanie płuc pod koniec zabiegu, co ma kluczowe znaczenie dla odmy opłucnowej i zdolności myszy do powrotu do spontanicznej wentylacji po zakończeniu zabiegów. Wreszcie, usunięcie zabezpieczonej rurki ustno-tchawiczej jest prostą procedurą, która w przeciwieństwie do inwazyjnej tracheotomii jest kompatybilna z operacją przeżycia. Pozwala to na prowadzenie długoterminowych badań naukowych skoncentrowanych na zrozumieniu progresji i ustąpienia LIRI i powiązanych zaburzeń, a także na tworzeniu modeli przewlekłych urazów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury i kroki opisane poniżej zostały zatwierdzone przez instytucjonalny komitet ds. opieki nad zwierzętami (IACUC) na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco. Można użyć dowolnego szczepu myszy, chociaż niektóre szczepy mają silniejszą reakcję zapalną płuc w podczerwieni w porównaniu z innymi12. Myszy w wieku około 12-15 tygodni (30-40 g) lub starsze tolerują i przeżywają operację płuc w podczerwieni lepiej niż młodsze myszy. Do tych operacji można wykorzystać zarówno samce, jak i samice myszy.
1. Protokół intubacji myszy
2. Protokół chirurgii niedokrwienia płuc i reperfuzji (IR)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Stan zapalny wywołany jednostronnym niedokrwieniem i reperfuzją (IR) sterylnego, wentylowanego płuca: Po 1 h niedokrwienia zaobserwowaliśmy zwiększone poziomy cytokin w surowicy oraz w tkance płucnej, co potwierdzono za pomocą testów ELISA oraz qRT-PCR; poziomy te osiągnęły szczyt w 1 h po reperfuzji i szybko powróciły do wartości bazowych w ciągu 12–24 h po reperfuzji13. W próbkach pobranych 3 h po reperfuzji zaobserwowaliśmy intensywną infiltrację neutrofili w tkance lewego płuca i odnotowaliśmy...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Manuskrypt ten szczegółowo opisuje etapy związane z wykonaniem wentylowanego modelu IR płuc opracowanego przez Dodda-o i wsp.9. Model ten pomógł zidentyfikować szlaki molekularne zaangażowane w powstawanie i ustępowanie stanu zapalnego na podstawie IR płuc w izolacji 14,15,16,17, IR płuc w połączeniu ze współistniejącą infekcją 18 oraz IR płuc w o...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Ta praca została sfinansowana przez wsparcie Departamentu Anestezjologii i Opieki Okołooperacyjnej Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco i Szpitala Ogólnego w San Francisco, a także przez nagrodę NIH R01 (dla AP): 1R01HL146753.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Equipment | |||
| Światłowód | Cole-Parmer | UX-41720-65 | Światłowód |
| Światłowodowe źródło światła | AmScope | SKU: CL-HL250-B | Źródło światła do lamp światłowodowych |
| Germinator 500 | Cell Point Scientific, Inc. | No.5-1450 | do sterylizatora koralików |
| AIMS | 14-370-223 | Alternatywna opcja | |
| Zestawy do pielęgnacji litowo-jonowej (maszynka do strzyżenia włosów) | WAHL produkty domowe | SKU 09854-600B | Do usuwania włosów myszy w miejscu operacyjnym |
| Mikroskop | Nikon | SMZ-10 | Inne nowsze opcje dostępne na stronie internetowej |
| firmy Wentylator MiniVent | aparatu Havard | 845 | Wentylator myszy |
| Myjka ultradźwiękowa | Cole-Parmer | UX-08895-05 | Czyste narzędzia, które były używane podczas pracy |
| Podkładka rozgrzewająca | Kent Scientific | RT-0501 | Aby utrzymać mysz w cieple podczas rekonwalescencji po operacji |
| Waga | Cole-Parmer | UX-11003-41 | Waga |
| Narzędzia chirurgiczne | |||
| 4-0 Jedwabny szew | Ethicon | 683G | Do zamykania warstwy mięśniowej |
| 7-0 Szew prolenowy | Ethicon Industry | EP8734H | Służy do wykonania węzła ślizgowego lewej tętnicy płucnej |
| Bard-Parker (11) Skalpel (ostrze chirurgiczne ze stali węglowej Rib-Back, sterylne, jednorazowego użytku) | Aspen Surgical | 372611 | Do wprowadzania do jamy klatki piersiowej (opcja 1) |
| Bard-Parker (12) Skalpel | Aspen Chirurgiczny | 372612 | Do wchodzenia do klatki piersiowej (opcja 2) |
| Bardzo cienkie kleszcze Graefe | FST | 11150-10 | Kleszcze do trzymania mięśni/żeber |
| Magnetyczny system wciągania stabilizatora | FST | 1. Płyta podstawy (nr 18200-03) 2. Stabilizatory (nr 18200-01) 3. Zwijacze (nr od 18200-05 do 18200-12) 4. Elastomer (nr 18200-07) 5. Retraktor (nr 18200-08) | System wciągania małych zwierząt |
| Monoject Standardowa igła podskórna | COVIDIEN | 05-561-20 | Do dostarczania leków Kleszcze IP |
| o wąskim wzorze | FST | 11002-12 | Kleszcze na poziomie skóry |
| Uchwyt igły / Sterownik do igieł | FST | 12565-14 | do trzymania igieł |
| Igły BD | 305110 | Igła o rozmiarze 26 do eksternalizacji węzła ślizgowego (igła o rozmiarze 24 lub 26 też w porządku) | |
| PA / Naczynie Kleszcze rozszerzające | FST | 00125-11 | Do trzymania PA; nieuszkadzający chwytak |
| Nożyczki | FST | 14060-09 | Służy do nacinania i nacinania warstwy mięśniowej Chirurgia oczyszczania |
| Ultra Fine Dumont Micro Kleszczyk | FST | 11295-10 (kleszcze Dumont #5, końcówka do biologii, wymiar końcówki: 0,05 * 0,02 mm, 11 cm) | Do przechodzenia przez przestrzeń między lewą tętnicą płucną a |
| odczynnikami Relings | |||
| 0,25% Bupivacaine | Hospira, Inc. | 0409-1159-02 | Miejscowy środek przeciwbólowy stosowany podczas chirurgicznego zamykania ran |
| Avertin (2,2,2-Tribromoethanol) | Sigma-Aldrich | T48402-25G | Znieczulenie, stosowany do znieczulenia myszy do operacji IR, stężenie stosowane w chirurgii IR wynosi 250-400 mg / kg. |
| Buprenorfina | Covetrus Ameryka Północna | 59122 | Przeciwbólowy: stężenie stosowane w zabiegu chirurgicznym wynosi 0,05-0,1 mg/kg |
| Lubrykant do oczu | BAUSCH+LOMB | Kojący lubrykant Maść do oczu | Łagodzi suchość oka |
| Powidon-jod 10% Roztwór | MEDLINE INDUSTRIES INC | SKU MDS093944H (2 FL OZ, miejscowy środek antyseptyczny) | Płyn do stosowania miejscowego stosowany jako skuteczny środek antyseptyczny pierwszej pomocy na początku operacji |
| Materiały | |||
| Wacik alkoholowy | marki BD | BD 326895 | do sterylizacji obszaru iniekcji i zabiegu chirurgicznego Folia |
| z tworzywa sztucznego | KIRKLAND | Stretch-Tite premium | Alternatywa do pokrycia wysterylizowanego pola operacyjnego (bardziej opłacalna) |
| Serwety chirurgiczne dla gryzoni | Stoelting | 50981 | Sterylne pole lub serweta do pola operacyjnego |
| Sterylna bawełniana końcówka Aplikacja | Pwi-Wnaps | służy 703033 | do nakładania smaru |
| Top Sponges | Dukal Corporaton | Reorder # 5360 | Zatrzymanie krwawienia ze skóry/mięśni |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.