Педиатрическая животная модель экстракорпоральной сердечно-легочной реанимации после длительной остановки кровообращения
26 мая 2023 г.
В этом протоколе описывается неонатальная модель искусственного кровообращения (ИКЛ) у свиней с остановкой кровообращения и сердца в качестве инструмента для изучения тяжелых повреждений головного мозга и других осложнений, вторичных по отношению к ИКЛ.
Показатели смертности среди детей с врожденными пороками сердца значительно улучшились в последние годы благодаря улучшению кардиохирургии. Тем не менее, сопутствующие заболевания остаются чрезвычайно распространенными, и это является целью нашей лаборатории. Мы стремимся исследовать эти сопутствующие заболевания, выявить основные причины и разработать профилактические меры.
Сейчас мы изучаем нейроаномалии, которые развиваются после кардиохирургических операций. Этот протокол предлагает осуществимую и воспроизводимую животную модель моделирования детской кардиохирургии. Таким образом, исследователи могут использовать его в качестве базы для проверки множества различных экспериментальных условий и широкого спектра других гипотез.
Техника периферической канюляции для искусственного кровообращения свиней в нашей модели является практичной и экономически эффективной. Кроме того, это позволяет более надежно оценить послеоперационные исходы, чем традиционная техника центральной канюляции. Гибкость нашей модели стимулирует будущую работу в области исследований врожденных пороков сердца и сопутствующих заболеваний.
Например, в настоящее время наша лаборатория планирует расширить эту модель для изучения мониторинга в режиме реального времени церебральных параметров, таких как уровень оксигенации и мозговой кровоток.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается неонатальная модель сердечно-легочного обхода (СЛО) на поросятах с остановкой кровообращения и сердца, предназначенная для изучения тяжелого повреждения головного мозга и осложнений, связанных с СЛО.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Кардиология
- Животные модели
Теоретические основы
- Показатели смертности детей с врожденными пороками сердца улучшились, однако коморбидные состояния остаются распространенными.
- В лаборатории исследуются неврологические отклонения после операций на сердце.
- Данный протокол представляет собой воспроизводимую модель для имитации детской кардиохирургической операции.
- Он позволяет тестировать различные экспериментальные условия и гипотезы.
Цель исследования
- Разработать жизнеспособную модель животного для изучения последствий кардиологических операций.
- Более надежно оценивать послеоперационные результаты по сравнению с традиционными методами.
- Способствовать проведению исследований врожденных пороков сердца и связанных с ними сопутствующих заболеваний.
Используемые методы
- Новорожденных поросят анестезируют и укладывают в положение для проведения операции.
- Выполняют периферическую каннюляцию для настройки системы искусственного кровообращения.
- Остановка сердца индуцируется с помощью хлорида калия.
- Послеоперационный мониторинг включает оценку церебральных параметров.
Основные результаты
- Канюляция сосудов и ИКК были успешно выполнены в 92% случаев.
- МРТ выявила ранние повреждения мозга у животных при ИКК с остановкой сердца.
- Диффузионно-тензорная визуализация позволила более эффективно определить признаки инфаркта, чем стандартная МРТ.
Выводы
- Эта модель эффективна для изучения влияния искусственного кровообращения (ИКБ) на здоровье головного мозга.
- Она служит платформой для будущих исследований врожденных пороков сердца.
- Полученные результаты могут помочь в разработке мер профилактики сопутствующих заболеваний.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Валидированные педиатрические модели на животных имеют решающее значение для снижения рисков трансляционных исследований врожденных пороков сердца, особенно для понимания неврологических осложнений после операций на сердце. Эта модель новорожденных поросят для экстракорпоральной сердечно-легочной реанимации после длительной остановки кровообращения позволяет проводить строгую проверку гипотез и обеспечивает прогностическую уверенность в стратегиях доклинической нейропротекции. Ее воспроизводимость и адаптивность делают её базовым инструментом для сортировки портфеля исследований и механистического снижения рисков в области педиатрических кардиологических НИОКР.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет проверять нейропротекторные гипотезы в клинически значимом педиатрическом контексте.
- Способствует механистическому снижению рисков за счет моделирования сопутствующих заболеваний, связанных с кардиохирургическими операциями.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней для вмешательств, направленных на уменьшение повреждения головного мозга.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированную, воспроизводимую платформу для оценки потенциальных нейропротекторных средств.
- Поддерживает количественную оценку повреждения головного мозга с использованием современных методов визуализации.
- Позволяет разрабатывать методы анализа для мониторинга церебральных параметров и послеоперационных результатов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует физиологии детей при соответствующих заболеваниях для трансляционного поиска биомаркеров.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации нейропротекторных стратегий.
- Поддерживает принятие решений о продвижении методов вмешательства в детской кардиохирургии с учетом рисков.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Эта модель связывает ранние этапы поиска и доклиническую валидацию, обеспечивая поддержку исследований, основанных на гипотезах, и количественную оценку результатов в контексте детской кардиохирургии.
- Фундаментальная биология: позволяет проводить строгую проверку механизмов нейропротекции и коморбидности после остановки сердца.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые условия для оценки эффективности и безопасности вмешательств.
- Аналитика: предоставляет количественные данные МРТ и диффузионно-тензорной визуализации для сравнительного анализа.
- Трансляционные исследования: сохраняет релевантность заболевания и способствует согласованию биомаркеров для педиатрических популяций.
- Корпоративное повторное использование: предлагает гибкую, широко применимую платформу для различных экспериментальных условий и будущих исследований.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в исследованиях нейропротекции в педиатрии.
- Операционная ценность: стандартизирует процедуры для обеспечения воспроизводимости и масштабируемости между исследовательскими группами.
- Стратегическая ценность: служит основой для принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала на ранних этапах педиатрических НИОР.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритезацию нейропротекторных и кардиологических вмешательств с учетом рисков.
Рекомендации по внедрению
- Требуется опыт в области педиатрической хирургии животных и методах искусственного кровообращения.
- Необходим доступ к современному оборудованию для визуализации для количественной оценки повреждения головного мозга.
- Необходима стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости протокола и сопоставимости данных.
- Метод адаптируем к различным экспериментальным условиям, включая изменение температуры и фармакологические вмешательства.
- Ограничения включают анатомическую вариабельность и размерные ограничения у новорожденных поросят.
