Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Вено венозная Экстракорпоральная мембранная оксигенация в мышь

12.3K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/58146

⸱

24 октября 2018 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cardiothoracic, Transplantation, and Vascular Surgery, Hannover Medical School, 2Department of Pneumology, Hannover Medical School

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем Протокол описания техника Вено венозная экстракорпоральной мембранной оксигенации (Эмо) в не интубированных, спонтанно дыхание мыши. Мышиных модель Эмо может быть эффективно реализован в экспериментальных исследований острого и терминальной стадии заболевания легких.

Аннотация

Использования экстракорпоральной мембранной оксигенации (Эмо) существенно возросла в последние годы. Эмо стал надежной и эффективной терапии для острой и терминальной стадии заболевания легких. С увеличением клинической спроса и длительном использовании Эмо процедурные оптимизации и предотвращения повреждения нескольких органов имеют важнейшее значение. Целью настоящего Протокола является представить подробную методику Вено венозная Эмо в не интубированных, спонтанно дыхание мыши. Этот протокол демонстрирует технический дизайн Эмо и хирургические шаги. Эта модель мышиных Эмо облегчит изучения патофизиологии, связанных с Эмо (например, воспаление, кровоточивость и тромбоэмболических событий). Благодаря обилию генетически измененных мышей молекулярные механизмы, участвующие в осложнений, связанных с Эмо также может быть расчлененный.

Введение

Экстракорпоральной мембранной оксигенации (Эмо) является системой поддержки временной жизни, которая берет на себя функции легких и сердца разрешить обмен адекватный газообмен и перфузии. Хилл и др1 описал первый использования Эмо больных в 1972 году; Однако он только стал широко используется после ее успешного применения в ходе H1N1 пандемии гриппа в 20092. Сегодня Эмо обычно используется как спасательные процедуры в терминальной стадии сердца и легких заболеваний3. Вено венозная Эмо все чаще используется как альтернатива инвазивной механической вентиляции в awake, не интубированных, спонтанно дыхание пациентов с огнеупорной дыхательной недостаточности4.

Несмотря на широкое принятие разнообразных осложнений были зарегистрированы для Эмо5,6,7. Осложнения, которые могут быть испытаны больных на Эмо включают кровотечение, тромбоз, сепсис, тромбоцитопения, сбоев, связанных с устройством и эмболии. Кроме того синдрома системного воспалительного ответа (SIRS), что приводит к повреждению мульти органа хорошо описано, как клинически, так и в экспериментальных исследованиях8,9. Неврологических осложнений, таких как инфаркт мозга также часто поступают в пациентов, подвергающихся длительной терапии Эмо. Чтобы запутать дело, часто бывает трудно отличить ли осложнений, вызванных Эмо, сам или возникают из базовых расстройств, сопровождающих острый и терминальной стадии заболевания.

Конкретно изучить последствия Эмо для здорового организма, необходимо создать модель надежных экспериментальных животных. Есть очень мало сообщений о производительности Эмо на мелких животных и все ограничиваются крыс. На сегодняшний день, нет мыши модель Эмо был описан в литературе. Из-за наличия большого числа штаммов генетически модифицированные мыши создание эмо модель мыши позволит дальнейшее изучение молекулярных механизмов участвующих в осложнений, связанных с Эмо10,11.

Основываясь на наших ранее описанных мышиных модели искусственного кровообращения (КПБ)12, мы разработали метод стабильной Вено венозная Эмо в не интубированных, спонтанно дыхание мышей. Эмо цепи (рис. 1), содержащий отток и приток канюли, Перистальтический насос, Оксигенатор и воздух треппинга водохранилище, похож на нашей ранее описанные модели мышиных КПБ12 , за исключением имеющих меньший грунтовки объем (0,5 мл). Этот протокол показывает подробные методики, физиологических мониторинг и анализ газа крови участвующих в успешной процедуры Эмо.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Эксперименты были проведены на самцов мышей C57BL/6, в возрасте 12 недель. Это исследование было проведено в соответствии с требованиями немецкого животного закона под протокол TSA 16/2250.

1. материалы, подготовка

Примечание: Все шаги выполняются в чистой, не стерильных условиях. Стерильные условия потребуются, если животное не выжил после операции.

  1. Ввести 3 ярусе в 2-Fr полиуретановые трубки с помощью хирургического лезвия под микроскопом с 16 X увеличением.
    Примечание: Все ярусе должен быть расположен в дистальной трети канюля для обеспечения оптимального крови дренажа.
  2. Приготовляют раствор грунтовки (Таблица материалов). Включать 30 МЕ/мл гепарина и 2,5% v/v 8,4% раствора NaHCO3. Охладите это решение на 4 ° C, до тех пор, пока он готов к использованию. Премьер цепи с 500 uL грунтование решения.
  3. Место отток канюли в раствор грунтовки и заполнить Эмо машина, переключившись на перистальтических насосов. Продолжают циркулировать решение грунтование через машину для следующей 30 минут со скоростью потока 1 мл/мин.
  4. Дать Оксигенатор 0,5 Л/мин 100% кислорода.

2. анестезия

  1. Место животного в индукции камеру наполненные смесью изофлюрановая/кислорода 2,5% v/v. Обеспечивают 0,5 Л/мин 100% кислорода в испаритель. До операции проверьте что полной анестезии достигается путем тестирования педали вывода и боль рефлексов. Примените гель для глаз для предотвращения повреждения сушки.
  2. Используйте потепление площадку для поддержания температуры тела при 37 ° C.
  3. Выполните ингаляционной анестезии маски с помощью изофлюрановая испарителем и придать carprofen 5 мг/кг подкожно.
  4. Регулярно наблюдать спонтанного дыхания и регулировка концентрации изофлюрановая, так что это между 1.3 и 2,5%.

3. хирургия

  1. Разоблачить левой яремной вены с помощью боковой разрез 4 мм с помощью тонкой ножницы на левой стороне шеи. Вместе с острым и тупым подготовки с помощью микро щипцы и ватные тампоны используйте биполярной коагуляции малых судов.
  2. Как только левая яремной подвергается, перевязать дистальной части с помощью 8-0 Шелкового шва с помощью микро пинцет.
  3. Место сучка скольжения в проксимальном конце Вену. Надрезать передней стенки вен с помощью микро ножницы.
  4. Для достижения полного Гепаринизация, inject 2,5 МЕ/г гепарина в яремную Вену через 26 G braunula.
  5. Поднимите головы сторону животных pad на 30°, чтобы избежать чрезмерной кровопотери из Вены во время вставки канюли.
  6. Вставка 2-Fr полиуретан (PU) канюли в проксимальной части яремной вены, повернув его слегка прижимая его на глубину 4 см; При этом будет достигнута подвздошных бифуркации нижней полой вены (IVC).
  7. Закрепите катетер с 8-0 шелк узлов с помощью microforceps.
  8. Предоставляют право яремной вены, используя шаги, описанные в 3.1, 3.2 и 3.3.
  9. Иглу правой яремной вены с 1-Fr пу канюлей и осторожно переместить его 5 мм в направлении правого предсердия.
  10. Повторите шаг 3.7.
  11. Catheterize левой бедренной артерии с другой 1-Fr пу канюлей и использовать его для инвазивного давления, мониторинг, а также забор крови для анализа газов крови (BGA).
  12. Вставьте иглы электрокардиограммы (ЭКГ), подключенных к устройству приобретение данных подкожно в обе передние конечности и в левой грудной стенки.
  13. Вставьте ректального термометра, подключенных к устройству приобретение данных.

4. Вено венозная экстракорпоральной мембранной оксигенации и анализ газа крови

Примечание: Схема замкнутой цепи Эмо, см. Рисунок 1.

  1. Инициировать Эмо на животных, повернув на насос с первоначального 0,1 мл/мин Отрегулируйте расход насоса в течение следующего 2 мин до 3-5 мл/мин.
  2. В случае забора воздуха в отток канюля через сайт катетеризации уменьшить поток и добавить 0,1 мл раствора грунт в контуре через резервуар воздуха треппинга.
  3. При стабильным потоком продолжать контролировать в режиме реального времени всех жизненно важных параметров через устройство сбора данных.
  4. Постоянно наблюдать обратный от венозного оттока и контролировать уровень крови в резервуар воздуха охотник.
  5. Соберите любые кровь из раны в 1 cc шприц с кончика ивернуть branula 24 G его утечки в Эмо цепи через резервуар воздуха треппинга.
  6. Для BGA используйте картридж проб крови для сбора примерно 75 мкл артериальной крови в следующих точках времени и из следующих местоположений:
    1. 10 мин после начала Эмо, собрать кровь из МКВ через дополнительную трубку, построен до Оксигенатор, через аналогичные дополнительную трубку после Оксигенатор (управления) и непосредственно из бедренной артерии.
    2. 30 мин после начала Эмо, собирают кровь из бедренной артерии.
  7. Дать дополнительные 0,1 мл раствора грунтовки для компенсации потерь интравазальное жидкости каждые 45 мин через воздух охотник или бедренной артерии катетер или сосание пузырьки воздуха через кровь крылом канюли.
  8. Для BGA используйте картридж проб крови для сбора примерно 75 мкл артериальной крови:
    1. 1 ч после начала Эмо из бедренной артерии.
    2. 2 ч после начала Эмо, собрать кровь из МКВ через дополнительную трубку, построен до Оксигенатор, через аналогичные дополнительную трубку после Оксигенатор (управления) и непосредственно из бедренной артерии.
  9. После 2 ч сократить расход насоса постепенно (в течение 5 мин), тем самым остановки Эмо.
  10. Продолжать записывать жизненно важные параметры для еще 10 мин.
  11. Завершите эксперимент, exsanguinating животное и заготовки крови и органов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Этот протокол описывает метод Вено венозная Эмо в мыши. Эта модель является надежных и воспроизводимых и по сравнению с нашей ранее описанные модели КПБ с дыхательной и кровеносной ареста12,13, это менее технически требует установить.

Эмо потока в венозной системе сохранялся между 1,5 и 5 мл/мин. Среднее артериальное давление находился между 70 и 85 мм рт.ст, добавив доп...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Ранее мы описали успешной моделью КПБ в мыши12,13. Для реализации такой модели для острой или терминальной стадии заболевания легких, мы разработали схемы Вено венозная Эмо easy-to-use для мышей. Различные модели КПБ, Вено венозная Эмо не требует сложных хирургических процедур, таких как стернотомии и пережатие аорты, тем самым уменьшая риск рана кровоточит в полностью гепаринизированным животных. Чтобы избежать эмболизации Оксигенатор с сгустки крови, 2,5 МЕ геп...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Этот проект был поддержан KFO 311 грант от Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
СтерофундинB.Braun Petzold GmbHPZN:8609189в 1:1 с Tetraspan
Tetraspan 6% SolutionB. Braun Melsungen AGPZN: 05565416в 1:1 со Стерофундином
Heparin Natrium 25.000Ratiopharm GmbHPZN: 30298432,5 МЕ на мл прайминга
NaHCO3 8,4% раствор B. Braun Melsungen AGPZN: 15797753% в прайминг-растворе
КарпрофенZoetis Inc., СШАPZN:002896155 мг/кг/МТ
1 Fr PU катетерInstechlabs INC., СШАC10PU-MCA1301каротидная артерия
2 Fr PU катетерInstechlabs INC., СШАC20PU-MJV1302яремная вена
8-0 Шелковый шовный плетеныйAshaway Line & Twine Co., США75290лигатура
IsofluranePiramal Critical Care GmbHPZN:9714675наркоз
Пружинные ножницы - 6 мм лезвияFine Science Tools GmbH15020-15инструменты
пружинные ножницы - 2 мм лезвияFine Science Tools GmbH15000-03инструменты
Halsted-Mosquito HemostatFine Science Tools GmbH13009-12Инструменты
Dumont #55 ЩипцыFine Science Tools GmbH11295-51инструменты
Castroviejo Micro Needle Holder - 9 смFine Science Tools GmbH12060-02инструменты
Micro SerrefinesFine Science Tools GmbH18555-01инструменты
Bulldog SerrefineFine Science Tools GmbH18050-28инструменты
Изофлуран Вапорайзер Drager 19.1Drä gerwerk AG & Co. KGaAанестезия 1,3 -2,5%
Многоканальный аппарат сбора данных с программным обеспечением ISOHEARTHugo Sachs Elektronik GmbH, Германияинвазивное давление, ЭКГ, t > C
i-STAT портативный приборAbbott Laboratories, Лейк-Блафф, Иллинойс, СШАанализ газов крови
i-STAT CG4+ и CG8+ картриджиAbbott Laboratories, Лейк-Блафф, Иллинойс, СШАанализ газов крови
C57Bl/6 мыши, самец, 30 г, 14 недель отRiver Laboratoriesразмещен за 1 неделю до
роду Charles

Ссылки

  1. Hill, J. D., et al. Prolonged Extracorporeal Oxygenation for Acute Post-Traumatic Respiratory Failure (Shock-Lung Syndrome). New England Journal of Medicine. 286 (12), 629-634 (1972).
  2. Noah, M. A., et al. Referral to an Extracorporeal Membrane Oxygenation Center and Mortality Among Patients With Severe 2009 Influenza A(H1N1). Journal of the American Medical Association. 306 (15), 1659(2011).
  3. Maslach-Hubbard, A., Bratton, S. L. Extracorporeal membrane oxygenation for pediatric respiratory failure: History, development and current status. World Journal of Critical. Care Medicine. 2 (4), 29-39 (2013).
  4. Langer, T., et al. "Awake" extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): pathophysiology, technical considerations, and clinical pioneering. Critical Care. 20 (1), 150(2016).
  5. Esper, S. A. Extracorporeal Membrane Oxygenation. Advances in Anesthesia. 35 (1), 119-143 (2017).
  6. Millar, J. E., Fanning, J. P., McDonald, C. I., McAuley, D. F., Fraser, J. F. The inflammatory response to extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): a review of the pathophysiology. Critical Care. 20 (1), 387(2016).
  7. Lubnow, M., et al. Technical complications during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation and their relevance predicting a system-exchange--retrospective analysis of 265 cases. Public Library of Science One. 9 (12), e112316(2014).
  8. Passmore, M. R., et al. Inflammation and lung injury in an ovine model of extracorporeal membrane oxygenation support. American Journal of Physiology - Lung Cellular and Molecular Physiology. 311 (6), L1202-L1212 (2016).
  9. Vaquer, S., de Haro, C., Peruga, P., Oliva, J. C., Artigas, A. Systematic review and meta-analysis of complications and mortality of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation for refractory acute respiratory distress syndrome. Annals of Intensive Care. 7 (1), 51(2017).
  10. Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation Research. 111 (1), 131-150 (2012).
  11. Russell, J. C., Proctor, S. D. Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovascular Pathology. 15 (6), 318-330 (2006).
  12. Madrahimov, N., et al. Novel mouse model of cardiopulmonary bypass. European Journal of Cardio-thoracic Surgery. 53 (1), 186-193 (2017).
  13. Madrahimov, N., et al. Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach. J. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Вено венозная Экстракорпоральная мембранная оксигенация в мышь
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.