Оценка системы механики дыхания у мышей использованием вынужденных колебаний Техника

Общая цель этой процедуры — продемонстрировать измерения принудительных колебаний механики дыхания у мышей с использованием flex event, коммерческого поршневого вентилятора с компьютерным управлением. Это будет сделано путем оценки реакции дыхательных путей на ингаляционный метилхолин. Первым делом необходимо подготовить необходимые реактивы, оборудование и объект.

Затем испытуемый подключается к аппарату искусственной вентиляции легких для измерения механической вентиляции и механики дыхания. С помощью заранее определенного сценария создается набор высококонтролируемых автоматических измерений на исходном уровне и после воздействия метилхолина. Анализ результатов может показать гиперреактивность дыхательных путей, о чем свидетельствуют более высокие максимальные ответы резистентности и эластина у мышей, подвергшихся воздействию хлора, по сравнению с контрольной группой.

Основное преимущество этого метода перед существующими методами заключается в том, что он предоставляет точный инструмент для измерения функции легких всесторонним, подробным и трансляционным образом. Это достигается за счет анализа сигналов давления и объема, полученных в ответ на заранее определенные осцилляторные формы волн воздушного потока, приложенные к отверстию дыхательных путей субъекта. Кроме того, многие факторы, влияющие на физиологическую реакцию, можно контролировать и стандартизировать.

Используя этот метод, включите систему Flex event FX и запустите программное обеспечение. Настоящий протокол применяется к любому из двух поколений событий flex, поддерживаемых flexi. Надевайте программное обеспечение на первом сеансе эксперимента или в любое время до него Откройте модуль определения и планирования исследования, чтобы заранее определить структуру исследования.

Нажмите на кнопку «Создать новое исследование» и следуйте указаниям мастера, чтобы создать исследование. Наметьте протокол и определите экспериментальные группы и испытуемых, подлежащих изучению. Чтобы начать сеанс экспериментирования, откройте модуль сеанса экспериментирования и следуйте последовательности запуска.

Для изучения и выбора шаблона. Назначьте субъекта на место измерения и подтвердите его вес. Выполните калибровку системы, выполнив действия, описанные в операционном программном обеспечении.

Появляется запрос на подключение канюли, которая будет использоваться, к Y-образной трубке для калибровки. Продолжайте калибровку канюли, следуя инструкциям мастера калибровки, и убедитесь, что полученные значения калибровки находятся в указанном диапазоне. При необходимости повторите процесс калибровки, если вы не готовы, отмените запросы на начало вентиляции и записи данных.

Они могут быть инициированы на более позднем этапе. Обезболите субъекта с использованием соответствующих доз анестетических средств. Убедитесь, что субъект достиг хирургического уровня анестезии.

Субъект не должен проявлять никакой реакции на ущипывание пальца ноги, а его дыхание должно быть регулярным и не затрудненным. Расположите животное на спине с источником тепла для поддержания надлежащей температуры тела. Достаточно лампочки мощностью 60 Вт, расположенной в 45 сантиметрах от мыши.

Затем очистите область горла спиртом, чтобы обнажить трахею. Сделайте надрез и аккуратно отделите подверхнечелюстную железу и покрывающий ее мышечный слой. Аккуратно приподнимите трахею с помощью пары микрощипцов.

Затем проложите под ним шов. Разрежьте между двумя кольцами хряща, ближайшими к гортани. При этом делается небольшой разрез в трахее без ее разделения.

Вставьте откалиброванную канюлю в разрез и аккуратно продвиньте ее через пять трахейных колец. В этом примере работает металлическая канюля 18 калибра длиной 1,2 сантиметра. Очень важно закрепить канюлю с помощью шва.

Насадка должна образовывать герметичное уплотнение вокруг канюли. Поднесите канюлированное животное к аппарату искусственной вентиляции легких. Запустите механическую вентиляцию, выбрав предопределенный или настраиваемый профиль вентиляции в окне настройки вентиляции.

Теперь подключите животное к аппарату искусственной вентиляции легких с помощью Y-образной трубки. Осторожно выровняйте животное по отношению к аппарату ИВЛ и убедитесь, что канюля трахеи находится на том же уровне, что и аппарат ИВЛ. Это позволяет избежать возможной канюли, окклюзии или перекручивания трахеи в программном обеспечении.

Выполните глубокое возмущение надувания, дважды щелкнув по названию возмущения, чтобы проверить введение и прикрепление канюли. Если нет утечки, система будет удерживать давление воды в 30 сантиметров в течение трехсекундного периода без чрезмерного смещения объема. Записанные кривые объема и давления должны быть гладкими без следов смещения или деформации.

В противном случае в этом месте может возникнуть канюля, препятствие или неправильное расположение. При необходимости можно подключить датчики жизненно важных показателей для мониторинга частоты сердечных сокращений и температуры тела. Запись данных этих сигналов может быть инициирована в любое время, вручную или автоматически с помощью скрипта.

Измерения или команды для активации небулайзера, маркеры событий и т. д. могут быть автоматизированы с помощью предопределенных или настраиваемых сценариев для строго контролируемого и повторяемого экспериментального процесса. Шесть семейств возмущений, приводящих к возникновению ряда параметров, могут быть использованы для описания механики дыхательной системы субъекта на исходном уровне и после данной задачи. Когда вы будете готовы приступить к проведению измерений, важно сначала запустить глубокое возмущение от инфляции, чтобы задействовать закрытые области легких и стандартизировать историю объема легких.

Затем проверьте отсутствие спонтанных усилий на вдохе, проведя тестовое измерение. Наблюдайте за кривыми сигналов давления в выбранном представлении набора данных. С помощью ступенчатых фотоэлектрических кривых.

Плато давления должно быть четко очерчено, без прогибов вниз. Снижение давления будет указывать на вдох со стороны животного. Теперь запустите скрипт для оценки реакции дыхательных путей на вдыхаемый метилхолин, дважды кликнув по его названию.

В этом примере скрипт выполняет последовательность базовых измерений в трех экземплярах. Затем появляется подсказка загрузить небулайзер физиологическим раствором. Или в данном примере раствор метилхолина загружаем примерно 100 микролитров раствора в небулайзер.

Распыление начнется автоматически, как только информация будет введена в программное обеспечение. Вскоре после окончания распыления инициируется последовательность измерений с близко расположенным расстоянием в течение примерно трех минут. Далее предлагается выполнить.

Предусмотрена еще одна задача, и последовательность измерений может быть повторена между задачами. Высушивание внутренней части крепления небулайзера с помощью тампона может помочь предотвратить накопление капель или конденсата в линии вдоха. По мере сбора данных программное обеспечение рассчитывает параметры, связанные с возмущением, и выдает коэффициент детерминации на основе подгонки данных к модели.

Позже к эксперименту можно получить доступ с помощью модуля просмотра и отчетности программного обеспечения для экспорта или дальнейшего анализа данных. В конце эксперимента прекратите вентиляцию и отсоедините испытуемого. После отделения быстро усыпьте животное с помощью передозировки пентобарбитала натрия, после чего можно провести бронхоальвеолярный лаваж или изолировать легкие для дальнейшего анализа.

Прежде чем перейти к следующему предмету, промойте и высушите адаптер небулайзера и трубку и канюлю. Переключитесь на следующий предмет в операционном программном обеспечении и подтвердите его вес. Затем выполните предложенные шаги калибровки, прежде чем продолжить эксперимент.

В конце дня промойте и высушите оборудование. Помните, что перед закрытием экспериментального сеанса необходимо также очистить клапан выдоха системы в соответствии с инструкциями производителя, чтобы сохранить работоспособность вашей системы. Следующие примеры представляют собой выборку типичных результатов экспериментов с наивными мышами и мышами, подвергшимися воздействию хлора, эквивалентные результатам наивных экспериментов.

Мышей получали на исходном уровне и после индуцированной метилхолином констрикции бронхо с использованием любой из двух генераций гибких событий, поддерживаемых 7 гибкими формами износа. Поскольку широкополосные измерения FOT позволяют разделить реакцию легких на параметры дыхательных путей и паренхиматозной ткани, они обеспечивают средство для идентификации пораженных областей легких. Например, наивные мыши AJ показали увеличение исходного сопротивления при повышении давления на конечном выдохе с трех до девяти сантиметров воды.

Изменение давления в конце выдоха приводило к снижению сопротивления дыхательных путей, что согласуется с бронхорасширяющими эффектами большего объема легких и большего давления надувания, а также к увеличению демпфирования тканей, параметра, тесно связанного с сопротивлением тканей, который отражает вязкоэластичность тканей и, возможно, сопротивление мелких дыхательных путей. Последний, как известно, увеличивается с увеличением объема легких. Этот протокол часто используется для оценки реакции дыхательных путей на вдыхаемый метилхолин после воздействия газообразного хлора.

Мыши B.SEA продемонстрировали гиперреактивность дыхательных путей по сравнению с контрольной группой, подвергшейся воздействию воздуха. В данном примере мыши, подвергшиеся воздействию газообразного хлора, продемонстрировали более высокую максимальную реакцию при всех параметрах FOT. У этих мышей также наблюдался статистически значимый сдвиг кривой реакции на концентрацию влево или гиперчувствительность к вдыхаемому метилхолину, что проявляется в снижении концентрации метилхолина, необходимой для удвоения резистентности и эластина.

В дополнение к FOT система гибких событий может записывать и другие измерения, такие как объемные кривые давления. Верхняя часть дефляционной ветви подгоняется под уравнение Салазара Ноллса, и связанные с ней параметры рассчитываются программным обеспечением. Для того, чтобы добиться успеха с помощью этой техники, важно уделять внимание каждому шагу, имеющему особое значение, такие как калибровка системы, сопротивление эндотрахеальной канюли, позиционирование животного и стандартизация объемов легких.

Если эти шаги будут выполнены в точности, этот метод позволит вам точно охарактеризовать механические свойства легкого мыши.