Мышиная хирургическая модель для создания реперфузии ишемии левого легкого (ИК) при сохранении вентиляции и предотвращении гипоксии.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Мышиная хирургическая модель для создания реперфузии ишемии левого легкого (ИК) при сохранении вентиляции и предотвращении гипоксии.
Реперфузионное повреждение ишемией (ИК) часто является результатом процессов, которые включают преходящий период прерванного кровотока. В легких изолированный ИК позволяет экспериментально изучить этот специфический процесс с продолжением альвеолярной вентиляции, тем самым избегая усугубляющихся повреждающих процессов гипоксии и ателектаза. В клиническом контексте реперфузионное повреждение ишемии легких (также известное как легочная IRI или LIRI) вызвано многочисленными процессами, включая, но не ограничиваясь, легочной эмболией, реанимированной геморрагической травмой и трансплантацией легких. В настоящее время существуют ограниченные эффективные варианты лечения LIRI. Здесь мы представляем обратимую хирургическую модель ИК легких, включающую первую оротрахеальную интубацию, за которой следует односторонняя ишемия левого легкого и реперфузия с сохраненной альвеолярной вентиляцией или газообменом. Мыши подвергаются левой торакотомии, через которую левая легочная артерия обнажается, визуализируется, изолируется и сжимается с помощью обратимого скользящего узла. Затем хирургический разрез закрывается во время ишемического периода, а животное пробуждается и экстубируется. При спонтанном дыхании мыши реперфузия устанавливается путем высвобождения скользящего узла вокруг легочной артерии. Эта клинически значимая модель выживания позволяет оценить ИК-повреждение легких, фазу разрешения, последующее воздействие на функцию легких, а также модели с двумя ударами, включающие экспериментальную пневмонию. Несмотря на техническую сложность, эта модель может быть освоена в течение нескольких недель или месяцев с возможным показателем выживаемости или успеха 80-90%.
Реперфузионное повреждение ишемии (ИК) может возникнуть, когда кровоток восстанавливается к органу или тканевому слою после некоторого периода прерывания. В легких ИК может возникать изолированно или в сочетании с другими повреждающими процессами, такими как инфекция, гипоксия, ателектаз, волютраума (от больших приливных объемов во время искусственной вентиляции легких), баротравма (высокое пиковое или устойчивое давление во время механической вентиляции) или тупое (непроникающее) ушиб легких 1,2,3 . Остается несколько пробелов в наших знаниях о механизмах LIRI и влиянии параллельных процессов (например, инфекции) на результаты LIRI, а также варианты лечения LIRI ограничены. Модель in vivo чистого LIRI необходима для выявления патофизиологии ИК-повреждения легких в изоляции и изучения его вклада в любой процесс многократного попадания, компонентом которого является повреждение легких.
ИК-модели мышиных легких могут быть использованы для изучения специфической для легких патофизиологии нескольких процессов, включая трансплантацию легких3, легочную эмболию4 и повреждение легких после геморрагической травмы с реанимацией5. Используемые в настоящее время модели включают хирургическую трансплантацию легких6, зажимхилара 7, перфузию легкого ex vivo 8 и вентилируемое легкое IR9. Здесь мы предоставляем подробный протокол для мышиной вентилируемой ИК-модели стерильного повреждения легких. Существует множество преимуществ этого подхода (рисунок 2), в том числе то, что он вызывает минимальную гипоксию и минимальный ателектаз, и это модель хирургии выживания, которая позволяет проводить долгосрочные исследования.
Причины выбора этой модели LIRI по сравнению с другими моделями, такими как модели зажима Хилара и перфузии ex vivo , следующие: эта модель минимизирует воспалительный вклад ателектаза, механической вентиляции и гипоксии; сохраняет циклическую вентиляцию; он поддерживает неповрежденную иммунную систему in vivo , которая может реагировать на ИК-травму; и, наконец, в качестве процедуры выживания она позволяет проводить долгосрочный анализ механизмов получения вторичных травм (модели с 2 ударами) и разрешения травм. В целом, мы считаем, что эта вентилируемая ИК-модель легких обеспечивает «чистейшую» форму ИК-повреждения, которая может быть изучена экспериментально.
В других публикациях описано использование оротрахеальной интубации мышей для выполнения ИТ-инъекций или установок10,11, но не в качестве отправной точки для операции по выживанию, как это происходит в этой модели. Размещение оротрахеальной трубки позволяет выполнять операцию на легких, позволяя коллапсировать операционное легкое. Это также позволяет реинфляцию легкого в конце процедуры, что имеет решающее значение для пневмоторакса и для способности мыши возвращаться к спонтанной вентиляции по завершении процедур. Наконец, удаление закрепленной оротрахеальной трубки является простой процедурой, которая, в отличие от инвазивной трахеотомии, совместима с операцией по выживанию. Это позволяет проводить долгосрочные исследования, направленные на понимание прогрессирования и разрешения LIRI и связанных с ним расстройств, а также на создание моделей хронических травм.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры и шаги, описанные ниже, были одобрены институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Можно использовать любой штамм мыши, хотя некоторые штаммы имеют более сильную ИК-воспалительную реакцию легких по сравнению с другими12. Мыши, которым примерно 12-15 недель (30-40 г) или старше, переносят и переживают ИК-операцию легких лучше, чем молодые мыши. Для этих операций могут использоваться как самцы, так и самки мышей.
1. Протокол интубации мыши
2. Протокол хирургии ишемии легких и реперфузии (ИК)
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Воспаление, вызванное односторонним вентилируемым стерильным реперфузионным повреждением ишемии легких (ИК): После 1 ч ишемии мы наблюдали повышение уровня цитокинов в сыворотке и в легочной ткани как ИФА, так и qRT-PCR, которые достигли пика через 1 ч после реперфузии и быстро вернулись к исходному уровню в течение 12-24 ч после реперфузии13. Для образцов, собранных через 3 ч после реперфузии, мы наблюдали интенсивную инфильтрацию нейтрофилов в левой легочной ткани и отметили, что интенсивность в...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этой рукописи подробно описываются этапы, связанные с выполнением ИК-модели вентилируемого легкого, разработанной Dodd-o et al.9. Эта модель помогла идентифицировать молекулярные пути, участвующие в генерации и разрешении воспаления из ИК легких в изоляции 14,15,16,17, ИК легких в сочетании с сосуществующей инфекцией18 и ИК легких по отношению к оси кишечник-легкие и вклад кишечн...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Эта работа финансировалась департаментской поддержкой отделения анестезии и периоперационной помощи, Калифорнийского университета в Сан-Франциско и больницы общего профиля Сан-Франциско, а также наградой NIH R01 (ap): 1R01HL146753.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Equipment | |||
| Fiber Optic Light Pipe | Cole-Parmer | UX-41720-65 | Fiber Optic |
| Light Pipe Волоконно-оптический источник света | AmScope | Артикул: CL-HL250-B | Источник света для волоконно-оптических ламп |
| Germinator 500 | Cell Point Scientific, Inc. | No.5-1450 | Стерилизатор шариков |
| Грелка | AIMS | 14-370-223 | Альтернативный вариант |
| Литий.ионные наборы для груминга (машинка для стрижки волос) | WAHL товары для дома | Артикул 09854-600B | Для удаления волос мыши на месте операции |
| Микроскоп | Nikon | SMZ-10 | Другие более новые варианты доступны на сайте компании |
| МиниВент Вентилятор | Модель аппарата Havard | 845 | Аппарат искусственной вентиляции легких для мышей |
| Ультразвуковой очиститель | Cole-Parmer | UX-08895-05 | Чистые инструменты, которые использовались в операции |
| Грелка | Kent Scientific | RT-0501 | Для сохранения тепла мыши во время восстановления после операции |
| Весы для взвешивания | Cole-Parmer | UX-11003-41 | Весы |
| Инструменты для хирургии | |||
| 4-0 Шелковый шовный материал | Ethicon | 683G | Для закрытия мышечного слоя |
| 7-0 Prolene Шовный материал | Ethicon Industry | EP8734H | Использование для изготовления скользящего узла левой легочной артерии |
| Bard-Parker (11) Скальпель (Реброобразное хирургическое лезвие из углеродистой стали, стерильное, одноразовое использование) | Aspen Surgical | 372611 | Для входа в грудную полость (вариант 1) |
| Bard-Parker (12) Скальпель | Aspen Surgical | 372612 | Для входа в грудную полость (опция 2) |
| Щипцы Extra Fine Graefe FST | 11150-10 | Щипцы для удержания мышц/ребер | |
| Магнитный фиксатор Система втягивания | FST | 1. Опорная плита (No 18200-03) 2. Фиксаторы (No 18200-01) 3. Втягивающие устройства (NoNo 18200-05 по 18200-12) 4. Эластомер (NoNo 18200-07) 5. Ретрактор (No.18200-08) | Система втягивания мелких животных |
| Monoject Стандартная игла для подкожных инъекций | COVIDIEN | 05-561-20 | Для доставки лекарств IP |
| Узкопрофильные щипцы | FST | 11002-12 | Щипцы на уровне кожи |
| Иглодержатель/Игловод | FST | 12565-14 | для удержания игл |
| Иглы | BD | 305110 | Игла 26 калибра для экстернализации скользящего узла (игла 24 или 26 калибра тоже подойдет) |
| PA / Щипцы для расширения сосудов | FST | 00125-11 | Для удержания PA; неповреждающие ножницы с захватом |
| FST | 14060-09 | Используются для разреза и разреза мышечного слоя во время операции | |
| Ультратонкие микрощипцы Dumont | FST | 11295-10 (щипцы Dumont #5, биологический наконечник, размер наконечника: 0,05 * 0,02 мм, 11 см) | Для прохождения через пространство между левой легочной артерией и бронхами |
| <стронг>реагенты | |||
| 0,25% Bupivacaine | Hospira, Inc. | 0409-1159-02 | Местный анальгетик, используемый во время хирургического закрытия раны |
| Авертин (2,2,2-трибромэтанол) | Sigma-Aldrich | T48402-25G | Анестетик, используемый для обезболивания мышей при ИР-хирургии, концентрация, используемая в ИР-хирургии, составляет 250-400 мг/кг. |
| Бупренорфин | Covetrus Северная Америка | 59122 | Анальгетик: концентрация, используемая для хирургии, составляет 0,05-0,1 мг/кг |
| Глазная смазка | BAUSCH+LOMB | Soothe Lubricant Глазная мазь | Снимает сухость глаз |
| Повидон-йод 10% раствор | MEDLINE INDUSTRIES INC | SKU MDS093944H (2 жидкие унции, антисептик для местного применения) | Жидкость для местного применения, применяемая для эффективного антисептика первой помощи в начале операции |
| <сильно>Материалы | |||
| Спиртовой тампон | марки BD | BD 326895 | для стерилизации области инъекций и хирургии |
| Пластиковая пленка | KIRKLAND | Stretch-Tite premium | Альтернатива для покрытия стерилизованного операционного поля (более экономичная) |
| Хирургические простыни для грызунов | Stoelting | 50981 | Стерильное поле или простыня для операционного поля |
| Стерильное хлопковое насадка | Pwi-Wnaps | 703033 | используется для нанесения глазной смазки |
| Лучшие губки | Dukal Corporaton | Reorder # 5360 | Остановка кровотечения из кожи/мышц |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.