Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

En Rat Modell av ventrikkelflimmer og Resuscitation av Konvensjonell Lukket brystet Technique

Published: April 26, 2015 doi: 10.3791/52413
Automatic Translation
1, 1, 1
1Resuscitation Institute, Rosalind Franklin University of Medicine and Science

Introduction

Nær 360.000 personer i USA en og mange flere verden over to lider en episode av plutselig hjertestans hvert år. Forsøk på å gjenopprette livet krever ikke bare at hjerteaktivitet gjenopprettes, men det skader på vitale organer forebygges, minimert, eller reversert. Nåværende hjerte-lungeredning teknikker gi en innledende gjenoppliving hastighet på ca 30%; derimot, er overlevelsen til sykehuset bare 5% 1. Hjerteinfarkt dysfunksjon, nevrologisk dysfunksjon, systemisk inflammasjon, interkurrente sykdommer, eller en kombinasjon av disse forekommer post-lungeredning konto for den store andelen av pasienter som dør på tross av innledende retur av sirkulasjon. Dermed er større forståelse av de underliggende patofysiologi og romanen gjennoppliving tilnærminger sterkt behov for å øke frekvensen av initial gjenoppliving og påfølgende overlevelse med intakt organfunksjon.

Dyr models av hjertestans spille en avgjørende rolle i utviklingen av nye gjennoppliving terapi ved å gi innsikt i patofysiologien av hjertestans og lungeredning og tilbyr praktisk måte å conceptualize og teste nye intervensjoner før de kan bli testet på mennesker tre. Rottemodell for lukket kiste hjerte-lungeredning (HLR) er beskrevet her har spilt en viktig rolle. Modellen ble utviklet i 1988 av Irene von Planta - en stipendiat på den tiden - og hennes samarbeidspartnere 4 i laboratoriet av avdøde professor Max Harry Weil MD, Ph.D. ved University of Health Sciences (omdøpt Rosalind Franklin medisinske og vitenskapelige universitet i 2004), og har vært mye brukt innen gjenoppliving hovedsakelig av stipendiater av professor Weil og sine traineer.

Modellen simulerer en episode av plutselig hjertestans med gjenoppliving forsøkt av konvensjonelle HLR teknikker og dermed inkluderer Induction av ventrikkelflimmer (VF) ved å levere en elektrisk strøm til høyre ventrikkel endocardium og formidling av lukket kiste HLR av en pneumatisk drevet stempel enhet mens samtidig levere overtrykksventilasjon med oksygenberiket gass. Oppsigelse av VF oppnås ved transtorakal leveranser av elektriske støt. Rottemodellen treffer en balanse mellom modeller utviklet i store dyr (for eksempel svin) og modeller utviklet i mindre dyr (for eksempel mus) slik utforskning av nye forsknings konsepter i et godt standardisert, reproduserbar, og effektiv måte med tilgang til en robust beholdning av relevante målinger. Modellen er spesielt nyttig i tidlige stadier av forskning for å oppdage nye konsepter og undersøke effekten av confounders før gjennomføring av undersøkelser i større dyremodeller som er mer kostbart, men av større translasjonell innvirkning.

En Medline søk etter alle fagfellevurderte artikler rapportering somimilar rottemodell har VF som mekanismen av hjertestans og noen form for lukket kiste lungeredning avdekket totalt 69 flere originale studier ved hjelp av modellen siden det først ble utgitt i 1988 fire. De forskningsområder omfatter patofysiologiske aspekter ved gjenoppliving 5-17, faktorer som påvirker utfall 18-30, rollen av farmakologiske intervensjoner undersøke karkontraherende agenter 31-43, buffermidler 44, inotrope midler 45, agenter rettet mot hjerteinfarkt eller cerebral beskyttelse 46-70, og også effekten av mesenchymale stamceller 71-73.

Modellen og protokoll beskrevet i denne artikkelen blir nå brukt på Resuscitation Institute. Likevel, det er flere muligheter til å "tilpasse" modellen basert på egenskapene som er tilgjengelige for individuelle etterforskere og målene fra studiene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

MERK: Protokollen ble godkjent av Institutional Animal Care og bruk komité ved Rosalind Franklin medisinske og vitenskapelige universitet. Alle prosedyrer var i samsvar med Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr publisert av National Research Council.

1. Forsøksoppsett og Anestesi

  1. Utføre kalibreringen av de forskjellige signalene som skal fanges opp ved hjelp av et datainnsamlingssystem (trykk, temperatur, stempelforskyvning, elektro [EKG], kapnografi, etc.).
  2. Sterilisere instrumenter og katetre (for eksempel i en autoklav for instrumenter og etylenoksid sterilisator for katetre) og operere meg en frakk og iført en maske, lue, og sterile hansker hvis forsøket innebærer overlevelse kirurgi. Rene kirurgiske instrumenter og katetere, men det er ikke nødvendig å være steril for ikke-overlevelse kirurgi.
  3. Forberede kateter beskrevet nedenfor og avbildet i Figur 1 for en rotte som veier mellom 0,45 kg og 0,55 kg.
    1. Mark et 2F T-type termo kateter, størrelse 0,6 mm OD (2F), 3, 5 og 8 cm fra spissen med permanent markør, for avansement til thorakalaorta. Bruk av dette kateter for å måle temperatur og minuttvolum.
    2. Cut polyetylen rør, størrelse 0,46 mm ID og 0.91 mm OD (PE25) ≈ 25 cm i lengde, en for avansement inn i thorax aorta og en annen for avansement inn i høyre atrium.
    3. Skjær slutten av hver PE25 kateterspiss som skal settes inn i beholderen i en 90 ° vinkel.
      MERK: skrå tips på 45 ° vinkel kan føre fartøy perforasjon ved bruk av PE rør. Imidlertid kan den skrå tuppen trimmes ned med sandpapir for å redusere skarpheten.
    4. Feste en 26 gauge hunnluer stub-adapteren til den proksimale ende av hver PE25 kateter.
    5. Markere aortiske kateteret på 3, 5 og 8 cm og høyre atrial kateteret ved 3, 5, 8, 10 og 12 cm fra spissen. Bruk aortic kateter for å måle aorta trykk og for blodprøvetaking. Bruk høyre atrial kateter for å måle riktig atrial press.
    6. Feste hver lueradapteren spire til en trykktransduser utstyrt med en 3-veis stoppekran.
    7. Skjær tuppen av en 3F polyuretan pediatrisk venekateter, størrelse 0,6 mm ID og 1.0 mm OD (3F), i 45 ° vinkel for avansement inn i høyre atrium.
    8. Markere 3F ytre hals kateter på 4 cm fra spissen. Bruk denne kateter for å fremme en guidekabel inn i høyre ventrikkel for elektrisk induksjon av VF med påfølgende mulighet til å bruke den for levering av legemidler og blodprøvetaking. Fest en 3-veis stoppekran til kateteret.
      MERK: Marks gjort på kateter er for kirurgens veiledning som kateter er avanserte. Merket på 3 cm på kateter avanserte gjennom de femoral fartøy varsler kirurgen av et område med potensiell motstand som følge av fartøyene begynner å kurve opp mot thorax-regionen. Den 8 cm marks på aortiske kateteret og termo kateter indikerer spissen er i det synkende torakal aorta. Den 12 cm merket på høyre atrial kateteret indikerer spissen er i høyre atrium. Interim merkene er guider som kateter er avanserte. 4 cm merket på høyre ytre hals kateter indikerer spissen er i høyre atrium.
    9. Prime hvert kateter med saltvann inneholdende 10 IU / ml heparin (for å sikre deres åpenhet) og slå de tilsvarende stoppekraner til lukket stilling.
    10. Skjær en 5F fluor etylen propylen kanyle, størrelse 1,1 mm ID og 1.6 mm OD (5F) montert på en stylette, for å være ≈ 8 cm i lengde skape et avstumpet tips. Bruk denne kanyle for avansement inn i luftrøret plassere tuppen ≈ 2 cm fra carina for overtrykksventilasjon under og etter hjerte gjenoppliving.
      MERK: Metallet stylette av kanylen trenger å bli bøyd i en 145 ° vinkel ≈ 3 cm fra spissen til hjelp i avansement inn i luftrøret.
  4. Klargjør rotte for kirurgisk instrumentering.
    1. Bedøve rotter ved intraperitoneal injeksjon av natriumpentobarbital (45 mg / kg). Hvis det er nødvendig, gi ytterligere doser (10 mg / kg) intravenøst ​​hver 30 minutter (etter etablering vaskulær tilgang) for å opprettholde en kirurgisk planet av anestesi.
      MERK: De fleste studier har brukt mannlige pensjonert oppdretter Sprague-Dawley rotter.
    2. Klippe håret fra de kirurgiske områder og områder der elektriske støt vil bli levert; som omfatter dorsal thorax området, venstre og høyre lyske, nakke og anterior overflate av thorax.
    3. Administrere 0,02 mg / kg (1 ml / kg) subkutant for buprenorfin analgesi.
    4. Fest rotte i liggende stilling på et operasjonsbord ved taping foran og bakbena i 45 ° vinkel fra midtlinjen.
    5. Skrubb innsnitt områder med betadine skrubb etterfulgt av 70% etanol 3 ganger.
    6. Påfør en tynn film av antibakteriell oftalmisk salve til hornhinner.
    7. Sett inn en rektal termistor ≈ 4 cm inn i endetarmen og sikre termistoren til operasjonsbord.
    8. Opprettholde kroppstemperatur mellom 36,5 ° C og 37,5 ° C ved hjelp av en glødevarmelampe gjennom hele eksperimentet.
    9. Sted EKG nåler subkutant på høyre overekstremitet, venstre øvre lem, og den høyre bakben, og registrere EKG gjennom hele forsøket.

2. Vaskulær Cannulations

2.1) Venstre lårarterie for å fremme T-type termo kateter inn i synkende thorakalaorta

  1. Gjør en 2 cm snitt på venstre lyskeområdet på en 90 ° vinkel i forhold til sin grove.
  2. Utsett femoral fartøy og nerve ved stump disseksjon av det omkringliggende bindevev hjelp av et par hemostats.
  3. Utsett vaskulær skjede rundt fartøyene bruker en buet mikro disseksjon tang.
    MERK: Unngå punktering enten fartøyet eller den neRVE.
  4. Reis med mikro disseksjon tang under lårarterie, vene, og nerve og støtte dem i 90 ° vinkel i forhold til skipene. Med både fartøy og nerve støttes, begynner separasjon av arterien fra nerve og blodåre ved hjelp av et annet par buede mikro disseksjon tang.
    MERK: Separasjon gjøres fra undersiden og parallelt med fartøyene for å minimere risikoen for skade på fartøy og nerve.
  5. Reposisjonere støtte tang; frigjøre nerve å støtte bare venen og arterien.
  6. Træ en pinsett mellom arterien og venen og skille dem til en lengde på ≈ 1 cm.
  7. Slipp isolert blodåre fra støtte pinsett forsiktig, og fortsatt støtte bare arterien.
  8. Sett to silke 3-0 flettet ikke-absorberbare ligaturer og posisjon en distalt og ett proksimale ≈ 1 cm fra hverandre.
  9. Stram godt igjen distal ligatur mens arterien fortsatt støttes ved hjelp av en kirurgknute & #160, etterfulgt av to enkle knuter. Stram proksimale ligatur med en løs kirurgknute.
  10. Foreta et lite snitt på fartøyet ved hjelp av et par av mikro disseksjon saks i nærheten av den distale ligatur ved en 60 ° vinkel i forhold til fartøyet skjære ca. fjerdedel av dens tverrsnittsareal.
    MERK: En liten dråpe blod dukker opp fra cut-signaler lumen ble nådd.
  11. Dryppe heparinisert saltvann på fartøyet for å tillate jevn innsetting av kateteret.
    MERK: En til to dråper av 1% lidokain-løsning kan også anvendes for å forhindre fartøyet krampe.
  12. Sett en 22 gauge nål - som spiss har blitt tilpasset bøyd i en 70 ° vinkel og avstumpet med sandpapir (dvs. innførings) - inn i skipet åpningen mens du forsiktig trekke distal ligatur med hemostatene å stabilisere skipet.
  13. Løft innførings forsiktig for å eksponere lumen og veilede T-type termo kateter under innførings, fjernedet når kateterspissen er blitt innført.
  14. Holde kateteret på plass med en hånd mens den andre hånden plass i en komfortabel posisjon for å føre kateteret.
  15. Lukke støtte pinsett og flytte dem distalt som kateteret er avansert.
    MERK: Hvis noen møter motstand mens fremme kateteret; stoppe, trekke tilbake og sett på en alternativ vinkel.
  16. Advance kateteret inntil 8 cm mark for å posisjonere sin tuppen inn i synkende thorakalaorta.
  17. Feste kateteret til fartøyet ved å stramme den proksimale ligatur og tilsetning av ytterligere to enkle knuter.
    MERK: Secure knop stramt nok til å hindre blødning rundt kateteret og utilsiktet forskyvning; ennå, løs nok til at frem og tilbake bevegelse hvis det er nødvendig for reposisjonering.
  18. Fjern pinsett og hemostatene forsiktig.

2.2) Venstre femoralvenepunksjon for å fremme PE25 kateter inn i høyre atrium

  1. Løft than lårarterie allerede kanylert med T-type termo kateter ved å trekke forsiktig opp på ligaturen og utsette den tilstøtende lårvene.
  2. Reise under blodåre med tang og åpne dem for å støtte opp venen.
  3. Følg trinn 2.1.8 gjennom 2.1.18 men fremme PE25 kateter (i stedet for T-type termoelement) til 12 cm mark for å posisjonere sin spiss nær høyre atrium.
  4. Kontroller blod kan trekkes tilbake gjennom kateteret for å bekrefte dets intraluminal uhindret posisjon og tømme kateteret med 0,2 ml heparinisert saltløsning.
  5. Lukke kirurgiske innsnitt med en enkelt kirurgknute.

2.3) Høyre femoralarterie for å fremme PE25 kateter inn i synkende thorakalaorta

  1. Følg trinn 2.1.1 gjennom 2.1.18 men fremme PE25 kateter til 8 cm-merket for å posisjonere sin tuppen inn i synkende thorakalaorta.
  2. Gjenta trinn 2.2.4 og 2.2.5.

2.4) Høyre ytre halsvene for å fremme 3F polyuretan pediatrisk venekateter inn i høyre atrium

  1. Gjør en 1,5 cm langt snitt som starter ved bunnen av halsen, 1 cm til høyre for luftrøret, som avsluttes like under skjoldbruskkjertelen.
    MERK: Unngå å skade eller utsette skjoldbruskkjertelen.
  2. Forsiktig dissekere det omgivende bindevev ved hjelp av et par av hemostatene for å eksponere den eksterne halsvene.
  3. Reise under blodåre med tang og åpne dem for å støtte opp venen.
  4. Gjenta trinn 2.1.8 gjennom 2.1.18 for vene kateterisering, men fremme 3F kateter til 4 cm mark posisjonere sin spiss i høyre atrium.
  5. Gjenta trinn 2.2.4.
  6. Cap kateteret med 3-veis stoppekran og slå den til lukket posisjon.

3. intubasjonsforhold

3.1) Trakeal eksponering

  1. Utvid tidligere utført nakkesnitt mot midtlinjen ved hjelp hemostats.
  2. Diss ect med hemostats og pins bruker sløv teknikk den sternohyoid, sternothyroid, og ørebensknute del av cleidocephalic muskler for å avsløre luftrøret og hold det utsatt ved hjelp av en vev sprederen.

3.2) intubasjonsforhold

  1. Trekk tungen ut for å strekke luftveiene. Fremme 5F kateter (dvs. trakealkanyle) montert på stylette. Hold fast kanyle mens fremme med spissen pekende oppover og forhånd søker å gå inn i øvre luftveier, stemmebåndene, og luftrør.
  2. Trans-visualisere trakealkanyle som det fremskritt for veiledning i riktig posisjon.
  3. Fjern det stylette fra kanylen og feste en infrarød CO 2 analysator-adapteren til den distale enden av kanylen.
  4. Bekreft vellykket intubasjonsforhold ved å anerkjenne den karakteristiske capnographic bølgeform, dvs. luftveis CO 2 øker under utånding og avtagende under inspirasjon.
ove_title "> 4. Bekreftelse av Baseline Stabilitet

  1. Fullfør kirurgisk instrumentering og tilkobling av de ulike katetre, kanyler, og EKG fører via deres tilsvarende transdusere og signal balsam til en datainnsamling system, og bekrefter hemodynamisk stabilitet basert på minuttvolum og blodtrykk meaurements og metabolsk stabilitet (tilrådelig) ved å måle blod gasser og laktatnivåer.
    MERK: Minuttvolumet måles ved datamaskinanalyse av termodilusjonskurve registrert i den synkende torakal aorta via termoelementet etter 200 pl bolus-injeksjon av 0,9% NaCl ved romtemperatur i høyre forkammer.
  2. Definere de spesifikke baseline referanseverdier for de ulike parametere av interesse; som kan variere avhengig av rotte belastning, kjønn og vekt. Baseline og post-lungeredning referanseverdier fra et representativt eksperiment ved hjelp av rottemodellen som her er beskrevet er notert på tabell 1.

5. Forsøksprotokoll

5.1) Induksjon av ventrikkelflimmer (VF)

  1. Sett en nål subkutant i rottens magevegg forbundet med den negative pol på en 60 Hz vekselstrøm (AC) generator (0-12 mA). Unngå å fremme nålen utover det subkutane vevet inn i bukhulen for å unngå utilsiktet skade på indre organer.
  2. Fest den ene enden av en precurved 0,38 mm OD og 40 cm lang guidekabelen (via en wire-kontakt) til den positive polen på AC generator. Pass på at polariteten ikke reverseres; ellers VF kan ikke fremkalles.
  3. Ta av 3-veis kran fra 3F polyuretan kateter satt inn i høyre ytre halsvenen og fremme mykere tupp av guidekabel ca 7 cm som ønsker å gå inn i høyre hjertekammer mens overvåking av EKG og aorta trykk.
    MERK: Riktig plassering av guidekabel vil bli foreslått av ektopisk ventricular beats observert i EKG og aortic press.
  4. Slå på 60 Hz vekselstrømsgenerator og gradvis øke den strøm under overvåking av aorta trykk.
    MERK: En 2,0 mA er vanligvis tilstrekkelig til å indusere VF men det varierer avhengig av plassering av guidekabel i forhold til høyre ventrikkel. Mindre justeringer i spissen plassering kan være nødvendig for å indusere VF ved lavere dagens nivå.
  5. Bekrefte induksjon av VF ved å dokumentere (1) opphør av aorta pulseringer og eksponensiell desintegrasjon av aorta trykk til ≈ 20 mm Hg i løpet av ≈ 5 sekunder, og (2) utseende av uorganisert elektrisk aktivitet i EKG, som vist i figur 2.
  6. Opprettholde den aktuelle uavbrutt i 3 minutter å redusere intensiteten etter det første minutt til omtrent halvparten av det som kreves for å indusere VF.
  7. Slå den nåværende av etter 3 min og dokumentere at VF fortsetter uten å måtte bruke strøm.
    MERK: Små hjerter defibrillere spontantgitt en kortslutning lengde, hvorved den fremre kant av den fremre fibrillatory når sin bakre ende i refraktærperiode utelukker reentry. Bare etter en periode på myokardial iskemi;. Ie, 3 min, nok til å bremse ledning for å tillate gjeninnføring er at VF blir selvopprettholdes, slik som vist i figur 2.
  8. Ta av guidekabel, re-cap vena kateteret med 3-veis kran, fjerne bakken nål, og la VF å fortsette spontant for ønsket om varigheten av protokollen før du starter gjennoppliving intervensjoner (dvs. 4-15 min basert på offentlig studier).

5.2) brystkompresjoner og overtrykksventilasjon

MERK: brystet kompressor omtalt i denne publikasjonen er en skreddersydd pneumatisk drevet og elektronisk styrt stempel enhet. Ventilatoren er et kommersielt tilgjengelig enhet.

  1. Bruk tid på ubehandlet VF for handlingene beskrevet below; selv om de kan bli utført før indusering av VF.
  2. Markere brystet på 2,8 cm og 4,2 cm fra bunnen av xifoid prosessen. Den optimale området for å initiere brystkompresjoner er vanligvis funnet mellom disse to merkene.
  3. Påfør ledende gel til en defibrillering padle og skyv den under rotte bryst, sikring padle til operasjonsbord.
  4. Posisjonere stempelet i bryst kompressoren mellom de to brystmerker svakt berører brystet.
  5. Sett kompressoren til å levere 200 kompresjoner i minuttet og sette start slagvolum til 0 mm.
    MERK: kompresjonsforhold er passende for et lite dyr med en spontan hjertefrekvens på 350 min -1, men det kan varieres som den optimale kompresjonsforhold for rottemodellen er ikke definert.
  6. Still ventilator på 25 min -1 levere et tidevolum på 6 ml / kg og en brøkdel av inspirert oksygen (FiO 2) på 1,0 usynkroniserte til brystet compression.
  7. Fest ventilator slange (slutter i en Y-adapter kobler inspirasjons og ekspiratoriske lemmer) til trakealkanyle forlater innsatt den infrarøde CO 2 analysator adapter.
  8. Slå på respiratoren og starte brystkompresjon ved gradvis å øke kompresjonsdybde fra 0 mm til 10 mm i løpet av det første minutt. Bevege seg litt sideveis og stempelet rostrocaudal søker å finne en posisjon som gir høyest aorta diastolisk trykk (dvs. trykket mellom kompresjoner) for et gitt kompresjonsdybde.
    NB: Den gradvise økning i kompresjonsdybde er unik for Resuscitation Institute; de fleste forskere begynne med maksimal kompresjonsdybde.
  9. Fortsett å øke kompresjonsdybde under den andre minutt inntil et mål aorta diastolisk trykk er oppnådd.
    MERK: Et mål aortic diastolisk trykk på 24 mm Hg eller høyere gir en koronar perfusjon trykk på 20 mm Hg eller høyere etter trekke frahøyre atrial diastoliske trykket; tilsvarende den resuscitability terskelen for denne rotte modell 4. Målet aortic diastoliske trykket - som kan overstige det resuscitability terskel - skal avgjøres av utprøver basert på studier målet. Likevel, er det ikke tilrådelig å overskride en kompresjonsdybde på 17 mm for å unngå skade på brystveggen og intratorakale organer.
  10. Opprettholde brystkompresjoner for ønsket varighet før du prøver defibrillering.
    MERK: Seks minutter av brystkompresjoner synes å være det minimum som kreves for å skape hjerteinfarkt forholdene gunstige for vellykket defibrillering 26. Men med økende varighet, den hemodynamiske effekt av brystkompresjon avtar, og de fleste studiene som anvender en varighet som strekker seg fra 6 til 10 min.

5.3) Defibrillering

  1. Bruk en kommersielt tilgjengelig bifasisk bølgeform defibrillator med mulighet for intern defibrillering med en startlevert energi av 5 J, utstyrt med padleårer tilpasset rotte.
  2. Påfør ledende gel til defibrillering padle.
  3. Lade defibrillatoren umiddelbart før du fullfører forhåndsbestemt varighet av brystkompresjoner.
  4. Avbryte brystkompresjoner og verifisere hjerte forblir i VF undersøke EKG.
  5. Lever opp til to elektriske støt av 5 J hvert over brystveggen 5 sekunder fra hverandre hvis VF er til stede og observere for retur av en elektrisk organisert EKG med aorta pulser og en gjennomsnittlig aortic trykk ≥25 mm Hg.
  6. Gjenoppta brystkompresjoner for en annen 30 sekunder eller 60 sekunder (betingede på bestemte protokollen) dersom gjennomsnittlig aortic trykket er <25 mm Hg uavhengig av den elektriske rytme.
  7. Gjenta trinnene fra 5.3.4 til 5.3.6 i opp til fem ganger betingede på bestemte protokollen, men eskalerende defibrilleringsenergien til 7 J hvis de første fem J sjokk klarer å avslutte VF. Figur 3 viser defibrillering proprotokollen som brukes ved Resuscitation Institute og Figur 4 viser et representativt eksperiment under defibrillering fasen.
  8. Lever elektriske støt når VF er til stede; ellers gjenoppta brystkompresjoner uten foregående elektriske støt og anta hjertet er i pulseless elektrisk aktivitet eller asystole.
  9. Bestem gjenoppliving utfallet ved avslutningen av defibrillering-komprimering sykluser (figur 3).

5.4) Post-lungeredning

  1. Øke ventilasjonsraten fra 25 min -1 til 60 min -1 etter retur av spontan sirkulasjon og senke FiO 2 1,0 til 0,5 etter 15 min av spontan sirkulasjon.
  2. Levere et elektrisk støt på samme energien i siste støt hvis VF gjentar seg. Men VF reverserer vanligvis spontant til sinusrytme i løpet av få sekunder.
    MERK: VF tilbakefall kan forekomme som en del av reperfusjons arytmier kort tidetter retur av spontan sirkulasjon, men sjelden utover 15 min.
  3. Observere dyret i henhold til den spesifikke post-lungeredning protokollen besluttet av utprøver; typisk 180 til 240 minutter i akutte eksperimenter uten utvinning fra anestesi før aktiv dødshjelp. Tidslinjen av en typisk akutt eksperimentet er vist i figur 5.
  4. Utføre obduksjon i akutte eksperimenter for å dokumentere posisjon av kateter og skader på indre organer som kan gjengi et eksperiment ugyldig.
  5. Fjern alle katetre, ligate fartøyene, og lukke sårene med metallklips og følge trinnene nedenfor i overlevelse eksperimenter.
  6. Extubate dyret forutsatt at den er i stand til å puste spontant.
  7. Returnere dyret til et rent bur etter utvinning fra anestesi dokumentert av komplett og uten hjelp selvrettende fra ryggleie.
  8. Injiser varmet 0,9% NaCl (1 ml / 100 g kroppsvekt) intraperitonealt for å redusere risikoen for nedkjøling og dehydration.
  9. Administrere en subkutan dose av meloksikam (2 mg / kg) subkutant 4 timer etter at dosen av analgesi, etterfulgt av en 1 mg / kg subkutan dose en gang daglig i opptil 72 timer.
  10. Huset dyret alene med berikelse for opp til 48 timer for sikrere utvinning og bruk den institusjonelle standard prosedyre for postoperativ behandling og overvåking.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Rottemodellen som beskrives her ble nylig anvendt for å sammenligne effektene av to inhibitorer av sarcolemmal natrium-hydrogen veksleren isoform 1 (NHE-1) på myokardial og hemodynamisk funksjon under brystkompresjoner og post-gjenoppliving 61. Det ble tidligere rapportert at NHE-1-hemmere dempe hjerteinfarkt reperfusjonsskade ved å begrense natrium-indusert cytosolisk og mitokondrie kalsium overbelastning, og dermed bidra til å bevare venstre ventrikkel utvidelsesevne under brystkompresjoner og dempe post-lungeredning hjerteinfarkt dysfunksjon 12. I denne studien ble den NHE-1 inhibitor cariporide (1 mg / kg), som var blitt grundig undersøkt i det siste, ble sammenlignet med den nyere forbindelse AVE4454B (1 mg / kg) og bærerkontroll i tre grupper på 10 rotter hver, alle underkastet 10 min ubehandlet VF etterfulgt av 8 min for brystkompresjon før levering av elektrisk støt. Enten forbindelse eller kjøretøy kontroll ble randomisert for administrasjon innhøyre atrium umiddelbart før brystkompresjoner med etterforskerne blinde for oppdraget. Virkningene av NHE-1-inhibitorer ble analysert hver for seg og i kombinasjon (dvs. mot kontroll). Som vist i figur 6, NHE-1-inhibering aktivert til å oppnå en forhåndsdefinert aorta diastolisk trykk (mellom 26 mm Hg og 28 mm Hg) med mindre dybde av komprimering i samsvar med bevaring av venstre ventrikkel utvidelsesevne. Når koronart perfusjonstrykk ble indeksert til dybden av kompresjons (CPP / dybde-forholdet) - en indeks for venstre ventrikkel utvidelsesevne - bare rotter behandlet med cariporide oppnådde statistisk signifikans. Post-lunge-redning, begge forbindelser bedres myokardial dysfunksjon og denne effekten var assosiert med høyere overlevelses som vist i figur 7. Det ble konkludert basert på denne undersøkelsen at cariporide er mer effektiv enn AVE4454B for gjenoppliving av hjertestans i denne rottemodell.


Figur 1: Rat Instrumentation. Skjematisk gjengivelse av rottemodell av VF og lukket kiste gjenoppliving illustrerer de ulike besetninger og enheter som brukes i modellen for å indusere VF og utføre hjerte gjenoppliving. AC = vekselstrøm, EKG = elektro.

Figur 2
Figur 2: Representant Induksjon av ventrikkelflimmer. Eksperimenter viser EKG og aorta trykk ved baseline 6 min før indusering av VF, ved starten av den 60 Hz vekselstrøm levering til å indusere VF, og etter at strømmen slåes 3 minutter senere. Den nåværende leverings typisk masker VF kurve innkopiering en 60 Hz-kurven, som ikke lenger sett etter å ha slått Current, dokumentere vedvarende VF.

Figur 3
Figur 3: Defibrillering Protocol. Algoritmen som ble brukt til å lede når å levere elektriske støt og ved å gjenoppta brystkompresjon (CC), basert på det elektriske hjerterytmen, og gjennomsnittlig aortisk trykk (MAP) nivå. VF = ventrikkelflimmer, STØT = levering av elektriske støt. De mulige gjennoppliving utfall omfatter: (1) ROSC, retur av spontan sirkulasjon definert som en MAP ≥40 mm Hg varig> 5 min; (2) ROCA, retur av hjerteaktivitet definert som en organisert rytme med en aortic pulstrykk ≥5 mm Hg men MAP <40 mm Hg; (3) ildfaste VF, definert som vedvarenhet av VF ved gjennomføring av den 5. syklus; (4) PEA, pulseless elektrisk aktivitet defineres som en organisert hjerte elektrisk aktivitet med en aortic pulstrykk <5 mmHg; og (5) asystole, definert som fravær av elektrisk og mekanisk hjerteaktivitet.

Figur 4
Figur 4: Representant defibrillering Protocol. Eksperimenter viser EKG, aorta trykk, og stempelet forskyvning (dybde) på slutten av brystkompresjon, og en ytterligere syklus. Vist er effekten av brystkompresjoner (CC) på aortic press mens hjertet er i VF etterfulgt av en pause i brystkompresjoner for å levere den første elektriske støt. Sjokket avsluttet VF men resulterte i svak hjerteaktivitet ute av stand til å opprettholde en gjennomsnittlig aortic trykk ≥25 mm Hg spørre gjenopptakelse av brystkompresjoner, denne gangen som gir et pulserende bety aortic press> 25 mm Hg som raskt øker til> 40 mm Hg i samsvar med retur av spontan sirkulasjon (ROSC).


Figur 5: Experimental Tidslinje. Tidslinje av en typisk akutt rotte eksperiment viser intervensjoner og målinger. Ao = aortic, BG = blodgasser, Co-Ox = co-oksymetri, EKG = elektro, FiO 2 = fraksjon av inspirert oksygen, Lac = laktat, RA = høyre atrium.

Figur 6
Figur 6: Effekt av NHE-1 hemmere på HLR Efficiency. Dybden av brystkompresjon (dybde) og forholdet mellom koronar perfusjonstrykk og dybden av kompresjons (CPP / dybde) sammenligning av kontrolloppløsningen (C) med AVE4454B (AVE) og cariporide (CRP) før brystkompresjon. NheI = AVE og CRP grupper kombinert. Linje grafer skildre Dybde og CPP / dybde i hele brystkompresjoner sammenligne NheI (o) med kontroller (●). Tall i bracketer betegne rotter igjen i ventrikkelflimmer. Stolpediagrammene viser de samme variablene i siste min av brystkompresjoner. Verdier er gjennomsnitt ± SEM. † p <0,01, ‡ p <0,001 vs kontroll av Student t-test, p <0,01, p <0,001 vs kontroll av en-veis ANOVA ved hjelp Holm-Sidak test for multiple sammenligninger; p <0,05 vs kontroll av enveis ANOVA bruker Dunn test for multiple sammenligninger (Dette tallet har blitt forandret fra Radhakrishnan et al. 61).

Figur 7
Figur 7: Effekt av NHE-1-hemmere på overlevelse. Kaplan-Meier kurver i rotter som fikk cariporide (CRP), AVE4454B (AVE), eller kjøretøy kontrolløsning. Vist til venstre er overlevelseskurver for alle rotter og på høyre bare de som hadde; regrn av spontan sirkulasjon (ROSC). Øvre kurvene viser overlevelse for den individuelle intervensjoner og bunn grafer overlevelse for AVE og CRP gruppene samlet (NheI) p <0.01 vs kontroll av Gehan-Breslow analyse ved hjelp av Holm-Sidak test for multiple sammenligninger.; † p = 0,01 vs kontroll av Gehan-Breslow analyse (Dette tallet har blitt forandret fra Radhakrishnan et al. 61).

Variabler Baseline Post-Resuscitation
-5 Min 60 min 120 min 180 min
Temperatur (° C) 36.9 ± 0.3 [12] 36.9 ± 0.4 [6] 37,0 ± 0,6 [5]
HR (min -1) 379 ± 30 334 ± 27 346 ± 21 370 ± 35
Cardiac Output (ml / min) 87 ± 13 48 ± 11 33 ± 11 30 ± 10
Cardiac Index (ml / kg ∙ min -1) 175 ± 28 93 ± 22 65 ± 20 58 ± 19
Ao Sysolic Trykk (mmHg) 162 ± 15 108 ± 19 107 ± 24 102 ± 20
Ao diastolisk trykk (mmHg) 130 ± 13 84 ± 13 86 ± 21 82 ± 16
Ao Mean Trykk (mmHg) 141 ± 13 92 ± 15 93 ± 22 89 ± 17
RA Mean Trykk (mmHg) 0 ± 1 2 ± 1 2 ± 2 1 ± 2
End-tidal CO 2 (mmHg) 37 ± 10 34 ± 14 24 ± 16 24 ± 17
pH, Aorta (enhet) 7.40 ± 0.04 7,28 ± 0,11 7.36 ± 0.10 7,34 ± 0,08
Laktat, Aorta (mmol / L) 0.56 ± 0.32 5.68 ± 2.64 3.24 ± 1.63 3.38 ± 2.15
PO 2, Aorta (mmHg) 84 ± 8 178 ± 18 206 ± 9 206 ± 25
PCO 2, Aorta (mmHg) 40 ± 6 30 ± 11 29 ± 9 24 ± 10

Tabell 1: Representant hemodynamiske og stoffskifteverdier. Utgangsverdier ble oppnådd i 12 hann Equus Sprague-Dawley-rotter etter gjennomføring av kirurgiske instrumenter og før induksjon av ventrikkelflimmer. Påfølgende verdier ble oppnådd på 60, ​​120, og 180 minutter etter gjenoppliving. Tall i parentes angir rotter som forble i live i den post-lungeredning intervall. Dataene er vist som gjennomsnitt ± SD. Ao = aortic, HR = hjertefrekvens, RA = høyre atrie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiske trinn i protokollen

Det er kritiske trinnene i protokollen. Når mestret, fortsette forberedelsene og protokoll som konsist beskrevet nedenfor. Den kirurgiske preparatet er meget flink, fremme katetre raskt gjennom små snitt utløser minimal eller ingen fartøy krampe og plassering av kateterspissen som forutsatt, fulgt av vellykket intubasjonsforhold etter en enkelt eller noen få forsøk (s); Således fullfører fremstillingen i ≈ 90 minutter fra den innledende dose pentobarbital på induksjon av VF med grunnlinjemålinger innenfor referanseverdiene (tabell 1). VF er elektrisk indusert i hvert tilfelle fører til spontant vedvarende VF etter 3 min av uavbrutt elektrisk stimulering i> 95% av tilfellene. Under brystkompresjoner, en aortic diastolisk trykk ≥24 mm Hg og endetidal CO 2 ≥10 mm Hg genereres uten å overstige en kompresjonsdybde på 17 mmdybde og uten å skade intratorakale organer. Implementering av en defibrillering protokoll (f.eks, slik som vist i figur 3) skjer med letthet og med <5 sek avbrudd i brystkompresjon. Endelig skjer retur av spontan sirkulasjon i> 60% av forsøkene ved hjelp av nåværende protokoll eller liknende varer fører til post-lungeredning hjerteinfarkt dysfunksjon med en 240 min overlevelse> 40% og metabolske forstyrrelser som tyder på systemisk oksygen underskudd som oppstår under hjertestans og reverserer i den post-lungeredning fase i overlevende, som vist i tabell 1.

Modifikasjoner og feilsøking

Modellen er svært allsidig, noe som åpner for relativt enkle tilpasninger for å møte spesifikke forskningsmålene. Nylig, bruk av PE25 størrelse tubing ble foretrukket framfor PE50 størrelse rør, som har vært brukt i det siste av andre forskere, og fant det lettere å avansereinn i riktig posisjon uten at troskap av trykkmålinger. Venstre ventrikkel kan blitt kateteriseres fra en halspulsåren for å vurdere venstre ventrikkelfunksjon 34,61 eller å injisere mikrosfærer for å måle regional organ blod flyte 6,55. Luftrøret kan være kanylert direkte via trakeostomi i stedet for den orale - mer utfordrende - teknikk omtalt i denne artikkel, spesielt i akutte forsøk uten oppvåkning fra anestesi. Andre tilnærminger for å indusere VF har blitt beskrevet inkludert transkutan elektrisk epikardet stimulering 74, nåværende levering til inngangen av den overlegne vena cava inn i hjertet 75, og elektrisk stimulering av spiserøret ved hjelp av en pacing elektrode 76. Metoden for brystkompresjoner kan varieres ved å starte kompresjon på maksimal dybde, ved hjelp av sidestøtter, komprimere på andre priser og driftsperiode, og også ved å bruke manuell teknikk instead av en stempelanordning. Ventilasjon kan også være variert; den opprinnelige beskrivelsen benyttet en ventilasjons hastighet på 100 min -1 synkronisert 1: 2 til kompresjonene, mens den foreliggende modell benytter en ventilasjonshastighet på 25 min -1 usynkroniserte til kompresjonene; konsistent med de reduserte ventilasjons krav HLR 77 og aktuelle kliniske anbefalinger mot pause for kompresjoner etter å ha etablert et sikret luftveier. Ventilasjon kan også være passiv og fremmet av brystkompresjoner gitt luftveiene er patent 20 eller unngås ved tilførsel av oksygen direkte inn i luftrøret 25. Ved et eksperiment krever fjerning av store mengder blod i forhold til dyrets blodvolum [BV (ml) = 0,06 x kroppsvekt (g) + 0,77] 78, f.eks, for blodprøvetaking for å bestemme organ blodstrøm med mikrokuler 6,55 eller for repeterende måling av blod analytter, kan blod bli overført fra en donor rat fra den samme colony 6,55. Dagens analytiske teknikker, men tillate fastsettelse av flere analytter i små prøver og administrasjon av tilsvarende mengder av vanlig saltvann eller en annen godkjent intravaskulær løsning kompenserer for små blod tap. Modellen kan også brukes til å studere asfyksi som mekanismen for arrest 9, som er typisk utført ved å indusere neuromuskulær blokkade og okkludering av luftveiene.

Begrensninger av teknikken

Modellen mangler underliggende koronarsykdom, og det er teknisk vanskelig å akutt indusere koronar okklusjon; vilkår oftest assosiert med plutselig hjertestans hos mennesker. Behovet for å opprettholde dagens å indusere VF er ikke ideelt og hever bekymringene til potensiell skade på hjertemuskelen. Faktisk mindre termisk skade på stedet av dagens levering ble anerkjent i den opprinnelige studien, og bemerket at det kunne minimeres ved å reduserestrøm til minstekravet i løpet av 3 min intervaller som er nødvendig for å indusert selv vedvarende VF 4. I tillegg er den elektriske strøm som utløser utilsiktet skjelettmuskelsammentrekning, noe som kan bidra til produksjon av melkesyre. Kalsium sykling fysiologi av rottehjerte i forhold til andre pattedyr er mindre avhengig av natrium-kalsium-veksleren 79, og tolkning av relaterte behandlinger bør vurdere dette aspektet av rottehjerte fysiologi. Frekvensen av kompresjon og ventilasjon stiger at brukt i mennesker utelukker direkte ekstrapolering av relaterte funn. Effektene av anestesi 80 inkludert celle beskyttende effekt 81 bør vurderes når man tolker funnene, selv om det ikke er klart at pentobarbital kompliser funn i forhold til inhalasjonsallergener anestetika som har av hjertet 81. De fleste av studiene er rapportert i litteraturen har blitt utført hos hannrotter som skal minimere mulig experimental confounders stammer fra annen timing innen brunst. Videre arbeid er nødvendig for å vurdere effekten av kjønn på gjenoppliving fysiologi og utfall. En annen viktig begrensning er den reduserte tilgjengeligheten av genmanipulerte rotter i forhold til mus måtte ty til tilpasset genteknologi eller målrettet genmanipulering av voksne dyr gjennom innføring av genetisk materiale (f.eks, virale vektorer og antisensoligonukleotider).

Betydningen av teknikken med hensyn til eksisterende / alternative metoder

Modellen er best egnet til å utforske nye konsepter, nye tiltak, og å utfordre eksisterende paradigmer som en del av en større translasjonell strategi som til slutt omfatter fokuserte studier i større dyremodeller, for eksempel svin, før menneskelige forsøk. Studier i mindre dyr (for eksempel mus) kompliseres av vanskelighetene i å indusere VF, begrenset kirurgisk instrumentation, og de små blodvolum som utelukker repeterende blodanalyse.

Fremtidige applikasjoner eller retninger etter å mestre denne teknikken

Rottemodellen ble opprinnelig utviklet for å simulere ulike aspekter ved menneskelig HLR etter plutselig hjertestans. Som fremhevet i innledningen, har modellen blitt brukt av forskere for å løse flere aspekter ved hjerte lungeredning, inkludert sin fysiologi, konvensjonell determinant av resultater, og det meste effekten av etablerte og nye terapeutiske intervensjoner som det refereres til i denne artikkelen. Den Resuscitation institutt forventer leseren til å bli inspirert og bruke modellen til å ta opp de mange spørsmål i gjenoppliving forskning som trenger videre leting gitt skuffende resultater med dagens gjenopplivingsmetoder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sodium pentobarbital Sigma Aldrich P3761 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p3761?lang=en&region=US
Rectal thermistor BIOPAC Systems, INC TSD202A http://www.biopac.com/fast-response-thermistor
Needle electrode biopolar concentric 25 mm TP BIOPAC Systems, INC EL451 http://www.biopac.com/needle-electrode-concentric-25mm
PE25 polyethylene tubing  Solomon Scientific BPE-T25 http://www.solsci.com/products/polyethylene-pe-tubing
26GA female luer stub adapter Access Technologies LSA-26 http://www.norfolkaccess.com/needles.html
Stopcocks with luer connections; 3-way; male lock, non-sterile Cole-Parmer UX-30600-02 http://www.coleparmer.com/Product/Large_bore_3_way
_male_lock_stopcocks
_10_pack_Non_sterile/EW-30600-23
TruWave disposable pressure transducer Edwards Lifesciences PX600I  http://www.edwards.com/products/pressuremonitoring/Pages/truwavemodels.aspx?truwave=1
Type-T thermocouple Physitemp Instruments IT-18 http://www.physitemp.com/products/probesandwire/flexprobes.html
Central venous pediatric catheter  Cook Medical  C-PUM-301J https://www.cookmedical.com/product/-/catalog/display?ds=cc_pum1lp_webds
Abbocath-T subclavian I.V. catheter (14 g x 5 1/2") Hospira 453527 http://www.hospira.com/products_and_services/iv_sets/045350427
Novametrix Medical Systems, Infrared CO2 monitor Soma Technology, Inc. 7100 CO2SMO  http://www.somatechnology.com/MedicalProducts/novametrix_respironics_co2smo_
7100.asp
Harvard Model 683 small animal ventilator Harvard Apparatus 555282 http://www.harvardapparatus.com/webapp/wcs/stores/servlet/haisku2_10001_11051_44453_-1_
HAI_ProductDetail_N_37322_37323
Double-flexible tipped wire guides Cook Medical  C-DOC-15-40-0-2 https://www.cookmedical.com/product/-/catalog/display?ds=cc_doc_webds
High accuracy AC LVDT displacement sensor Omega Engineering LD320-25 http://www.omega.com/pptst/LD320.html
HeartStart XL defibrillator/monitor Phillips Medical Systems M4735A http://www.healthcare.philips.com/main/products/resuscitation/products/xl/
Graefe micro dissection forceps 4 inches Roboz  RS-5135 http://shopping.roboz.com/Surgical-Instrument-Online-Shopping?search=RS-5135
Graefe micro dissection forceps 4 inches with teeth Roboz  RS-5157 http://shopping.roboz.com/Surgical-Instrument-Online-Shopping?search=RS-5157
Extra fine micro dissection scissors 4 inches Roboz  RS-5882 http://shopping.roboz.com/micro-scissors-micro-forceps-groups/micro-dissecting-scissors/Micro-Dissecting-Scissors-4-Straight-Sharp-Sharp
Heiss tissue retractor Fine Science Tools  17011-10 http://www.finescience.com/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=321&CategoryId=134&
lang=en-US
Crile curve tip hemostats Fine Science Tools  13005-14 http://www.finescience.com/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=372
Visistat skin stapler  Teleflex Incorporated 528135 http://www.teleflexsurgicalcatalog.com/weck/products/9936
Braided silk suture, 3-0 Harvard Apparatus 517706 http://www.harvardapparatus.com/webapp/wcs/stores/servlet/haisku2_10001_11051_43051_-1_
HAI_ProductDetail_N_37916_37936
Betadine solution Butler Schein 3660 https://www.henryscheinvet.com/
Sterile saline, 250 ml bags Fisher 50-700-069 http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail?catnum=50700069&storeId=10652
Heparin sodium injection, USP Fresenius Kabi 504201 http://fkusa-products-catalog.com/files/assets/basic-html/page25.html
Loxicom (meloxicam) Butler Schein 045-321 https://www.henryscheinvet.com/
Thermodilution cardiac output computer for small animals N/A N/A Custom-developed at the Resuscitation Institute using National Instruments hardware and LabVIEW software
Analog-to-digital data acquisition and analysis system N/A N/A Custom-developed at the Resuscitation Institute using National Instruments hardware and LabVIEW software
Pneumatically-driven and electronically controlled piston device for chest compression in small animals N/A N/A Custom-developed at the Weil Institute of Critical Care Medicine
60 Hz alternating current generator N/A N/A Custom-developed at the Weil Institute of Critical Care Medicine

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics--2013 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 127 (1), e6-e245 (2013).
  2. Sans, S., Kesteloot, H., Kromhout, D. The burden of cardiovascular diseases mortality in Europe. Task Force of the European Society of Cardiology on Cardiovascular Mortality and Morbidity Statistics in Europe. Eur Heart J. 18 (12), 1231-1248 (1997).
  3. Becker, L. B., et al. The PULSE initiative: scientific priorities and strategic planning for resuscitation research and life saving therapies. Circulation. 105 (21), 2562-2570 (2002).
  4. Planta, I., et al. Cardiopulmonary resuscitation in the rat. J Appl Physiol. 65 (6), 2641-2647 (1988).
  5. Planta, I., Weil, M. H., von Planta, M., Gazmuri, R. J., Duggal, C. Hypercarbic acidosis reduces cardiac resuscitability. Crit Care Med. 19 (9), 1177-1182 (1991).
  6. Duggal, C., et al. Regional blood flow during closed-chest cardiac resuscitation in rats. J Appl Physiol. 74 (1), 147-152 (1993).
  7. Tang, W., Weil, M. H., Sun, S., Gazmuri, R. J., Bisera, J. Progressive myocardial dysfunction after cardiac resuscitation. Crit Care Med. 21 (7), 1046-1050 (1993).
  8. Sun, S., et al. Cardiac resuscitation by retroaortic infusion of blood. J Lab Clin Med. 123 (1), 81-88 (1994).
  9. Kamohara, T., et al. A comparison of myocardial function after primary cardiac and primary asphyxial cardiac arrest. Am J Respir Crit Care Med. 164 (7), 1221-1224 (2001).
  10. Fang, X., et al. Cardiopulmonary resuscitation in a rat model of chronic myocardial ischemia. J Appl Physiol. 101 (4), 1091-1096 (2006).
  11. Radhakrishnan, J., et al. Circulating levels of cytochrome c after resuscitation from cardiac arrest: a marker of mitochondrial injury and predictor of survival. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 292 (2), H767-H775 (2007).
  12. Wang, S., et al. Limiting sarcolemmal Na+ entry during resuscitation from VF prevents excess mitochondrial Ca2+ accumulation and attenuates myocardial injury. J Appl Physiol. 103 (1), 55-65 (2007).
  13. Radhakrishnan, J., Ayoub, I. M., Gazmuri, R. J. Activation of caspase-3 may not contribute to postresuscitation myocardial dysfunction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 296 (4), H1164-H1174 (2009).
  14. Song, F., et al. Apoptosis is not involved in the mechanism of myocardial dysfunction after resuscitation in a rat model of cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med. 38 (5), 1329-1334 (2010).
  15. Fang, X., et al. Ultrastructural evidence of mitochondrial abnormalities in postresuscitation myocardial dysfunction. Resuscitation. 83 (3), 386-394 (2012).
  16. Jiang, J., et al. Impaired cerebral mitochondrial oxidative phosphorylation function in a rat model of ventricular fibrillation and cardiopulmonary resuscitation. Biomed Res Int. (192769), 1-9 (2014).
  17. Qian, J., et al. Post-resuscitation intestinal microcirculation: Its relationship with sublingual microcirculation and the severity of post-resuscitation syndrome. Resuscitation. 85 (6), 833-839 (2014).
  18. Noc, M., et al. Ventricular fibrillation voltage as a monitor of the effectiveness of cardiopulmonary resuscitation. J Lab Clin Med. 124 (3), 421-426 (1994).
  19. Noc, M., Weil, M. H., Sun, S., Tang, W., Bisera, J. Spontaneous gasping during cardiopulmonary resuscitation without mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 150 (3), 861-864 (1994).
  20. Tang, W., et al. Cardiopulmonary resuscitation by precordial compression but without mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 150 (3), 1709-1713 (1994).
  21. Duggal, C., Weil, M. H., Tang, W., Gazmuri, R. J., Sun, S. Effect of arrest time on the hemodynamic efficacy of precordial compression. Crit Care Med. 23 (7), 1233-1236 (1995).
  22. Fukui, M., Weil, M. H., Tang, W., Yang, L., Sun, S. Airway protection during experimental CPR [see comments. Chest. 108 (6), 1663-1667 (1995).
  23. Sato, Y., et al. Adverse effects of interrupting precordial compression during cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med. 25 (5), 733-736 (1997).
  24. Xie, J., et al. High-energy defibrillation increases the severity of postresuscitation myocardial dysfunction. Circulation. 96 (2), 683-688 (1997).
  25. Ayoub, I. M., Brown, D. J., Gazmuri, R. J. Transtracheal oxygenation: an alternative to endotracheal intubation during cardiac arrest. Chest. 120 (5), 163-170 (2001).
  26. Kolarova, J., Ayoub, I. M., Yi, Z., Gazmuri, R. J. Optimal timing for electrical defibrillation after prolonged untreated ventricular fibrillation. Crit Care Med. 31 (7), 2022-2028 (2003).
  27. Song, F., et al. Delayed high-quality CPR does not improve outcomes. Resuscitation. 82 (Suppl 2), S52-S55 (2011).
  28. Sun, S., et al. Optimizing the duration of CPR prior to defibrillation improves the outcome of CPR in a rat model of prolonged cardiac arrest. Resuscitation. 82 (Suppl 2), S3-S7 (2011).
  29. Ye, S., et al. Comparison of the durations of mild therapeutic hypothermia on outcome after cardiopulmonary resuscitation in the rat. Circulation. 125 (1), 123-129 (2012).
  30. Fang, X., Huang, L., Sun, S., Weil, M. H., Tang, W. Outcome of prolonged ventricular fibrillation and CPR in a rat model of chronic ischemic left ventricular dysfunction. Biomed Res Int. 2013 (564501), 1-7 (2013).
  31. Tang, W., et al. Pulmonary ventilation/perfusion defects induced by epinephrine during cardiopulmonary resuscitation. Circulation. 84 (5), 2101-2107 (1991).
  32. Planta, I., Wagner, O., von Planta, M., Ritz, R. Determinants of survival after rodent cardiac arrest: implications for therapy with adrenergic agents. Int J Cardiol. 38, 235-245 (1993).
  33. Planta, I., Wagner, O., von Planta, M., Scheidegger, D. Coronary perfusion pressure, end-tidal CO2 and adrenergic agents in haemodynamic stable rats. Resuscitation. 25 (3), 203-217 (1993).
  34. Tang, W., et al. Epinephrine increases the severity of postresuscitation myocardial dysfunction. Circulation. 92 (10), 3089-3093 (1995).
  35. Pan, T., Chau, S., von, P. M., Studer, W., Scheidgger, D. An experimental comparative study on the characteristics of ventricular fibrillation during cardiac arrest and methoxamine administration. J Tongji Med Univ. 17 (2), 94-97 (1997).
  36. Pan, T., Zhou, S., Studer, W., von Planta, M., Scheidegger, D. Effect of different drugs on end-tidal carbon dioxide during rodent CPR. J Tongji Med Univ. 17 (4), 244-246 (1997).
  37. Sun, S., Weil, M. H., Tang, W., Povoas, H. P., Mason, E. Combined effects of buffer and adrenergic agents on postresuscitation myocardial function. J Pharmacol Exp Ther. 291 (2), 773-777 (1999).
  38. Sun, S., Weil, M. H., Tang, W., Kamohara, T., Klouche, K. alpha-Methylnorepinephrine, a selective alpha2-adrenergic agonist for cardiac resuscitation. J Am Coll Cardiol. 37 (3), 951-956 (2001).
  39. Studer, W., Wu, X., Siegemund, M., Seeberger, M. Resuscitation from cardiac arrest with adrenaline/epinephrine or vasopressin: effects on intestinal mucosal tonometer pCO(2) during the postresuscitation period in rats. Resuscitation. 53 (2), 201-207 (2002).
  40. Klouche, K., Weil, M. H., Sun, S., Tang, W., Zhao, D. H. A comparison of alpha-methylnorepinephrine, vasopressin and epinephrine for cardiac resuscitation. Resuscitation. 57 (1), 93-100 (2003).
  41. Cammarata, G., et al. Beta1-adrenergic blockade during cardiopulmonary resuscitation improves survival. Crit Care Med. 32 (9 Supppl), S440-S443 (2004).
  42. Huang, L., Weil, M. H., Cammarata, G., Sun, S., Tang, W. Nonselective beta-blocking agent improves the outcome of cardiopulmonary resuscitation in a rat model. Crit Care Med. 32 (9 Suppl), S378-S380 (2004).
  43. Sun, S., et al. The effects of epinephrine on outcomes of normothermic and therapeutic hypothermic cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med. 38 (11), 2175-2180 (2010).
  44. Sun, S., Weil, M. H., Tang, W., Fukui, M. Effects of buffer agents on postresuscitation myocardial dysfunction. Crit Care Med. 24 (12), 2035-2041 (1996).
  45. Studer, W., et al. Influence of dobutamine on the variables of systemic haemodynamics, metabolism, and intestinal perfusion after cardiopulmonary resuscitation in the rat. Resuscitation. 64 (2), 227-232 (2005).
  46. Planta, M., von Planta, I., Wagner, O., Scheidegger, D. Adenosine during cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation: a placebo-controlled, randomized trial. Crit Care Med. 20 (5), 645-649 (1992).
  47. Tang, W., Weil, M. H., Sun, S., Pernat, A., Mason, E. K(ATP) channel activation reduces the severity of postresuscitation myocardial dysfunction. Am J Physiol. 279 (4), (2000).
  48. Gazmuri, R. J., Ayoub, I. M., Hoffner, E., Kolarova, J. D. Successful ventricular defibrillation by the selective sodium-hydrogen exchanger isoform-1 inhibitor cariporide. Circulation. 104 (2), 234-239 (2001).
  49. Gazmuri, R. J., Ayoub, I. M., Kolarova, J. D., Karmazyn, M. Myocardial protection during ventricular fibrillation by inhibition of the sodium-hydrogen exchanger isoform-1. Crit Care Med. 30 (4 Suppl), S166-S171 (2002).
  50. Wann, S. R., Weil, M. H., Sun, S. Pharmacologic defibrillation. Crit Care Med. T, T. ang,W. .,&P. ellis, 30 (4 Suppl), S154-S156 (2002).
  51. Sun, S., Weil, M. H., Tang, W., Kamohara, T., Klouche, K. Delta-opioid receptor agonist reduces severity of postresuscitation myocardial dysfunction. Am J Physiol. 287 (2), H969-H974 (2004).
  52. Wang, J., et al. A lazaroid mitigates postresuscitation myocardial dysfunction. Crit Care Med. 32 (2), 553-558 (2004).
  53. Huang, L., et al. Levosimendan improves postresuscitation outcomes in a rat model of CPR. J Lab Clin Med. 146 (5), 256-261 (2005).
  54. Kolarova, J., Yi, Z., Ayoub, I. M., Gazmuri, R. J. Cariporide potentiates the effects of epinephrine and vasopressin by nonvascular mechanisms during closed-chest resuscitation. Chest. 127 (4), 1327-1334 (2005).
  55. Kolarova, J. D., Ayoub, I. M., Gazmuri, R. J. Cariporide enables hemodynamically more effective chest compression by leftward shift of its flow-depth relationship. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 288 (6), H2904-H2911 (2005).
  56. Fang, X., et al. Mechanism by which activation of delta-opioid receptor reduces the severity of postresuscitation myocardial dysfunction. Crit Care Med. 34 (10), 2607-2612 (2006).
  57. Singh, D., Kolarova, J. D., Wang, S., Ayoub, I. M., Gazmuri, R. J. Myocardial protection by erythropoietin during resuscitation from ventricular fibrillation. Am J Ther. 14 (4), 361-368 (2007).
  58. Shan, Y., Sun, S., Yang, X., Weil, M. H., Tang, W. Opioid receptor agonist reduces myocardial ischemic injury when administered during early phase of myocardial ischemia. Resuscitation. 81 (6), 761-765 (2010).
  59. Sun, S., et al. Pharmacologically induced hypothermia with cannabinoid receptor agonist WIN55, 212-2 after cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med. 38 (12), 2282-2286 (2010).
  60. Chung, S. P., et al. Effect of therapeutic hypothermia vs delta-opioid receptor agonist on post resuscitation myocardial function in a rat model of CPR. Resuscitation. 82 (3), 350-354 (2011).
  61. Radhakrishnan, J., Kolarova, J. D., Ayoub, I. M., Gazmuri, R. J. AVE4454B--a novel sodium-hydrogen exchanger isoform-1 inhibitor--compared less effective than cariporide for resuscitation from cardiac arrest. Transl Res. 157 (2), 71-80 (2011).
  62. Tsai, M. S., et al. Ascorbic acid mitigates the myocardial injury after cardiac arrest and electrical shock. Intensive Care Med. 37 (12), 2033-2040 (2011).
  63. Weng, Y., et al. Cholecystokinin octapeptide induces hypothermia and improves outcomes in a rat model of cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med. 39 (11), 2407-2412 (2011).
  64. Hayashida, K., et al. H(2) gas improves functional outcome after cardiac arrest to an extent comparable to therapeutic hypothermia in a rat model. J Am Heart Assoc. 1 (5), e003459-e003459 (2012).
  65. Motl, J., Radhakrishnan, J., Ayoub, I. M., Grmec, S., Gazmuri, R. J. Vitamin C compromises cardiac resuscitability in a rat model of ventricular fibrillation. Am J Ther. Jun. 16, (2012).
  66. Weng, Y., et al. Cannabinoid 1 (CB1) receptor mediates WIN55, 212-2 induced hypothermia and improved survival in a rat post-cardiac arrest model. Resuscitation. 83 (9), 1145-1151 (2012).
  67. Radhakrishnan, J., et al. Erythropoietin facilitates resuscitation from ventricular fibrillation by signaling protection of mitochondrial bioenergetic function in rats. Am J Transl Res. 5 (3), 316-326 (2013).
  68. Rungatscher, A., et al. Cardioprotective effect of delta-opioid receptor agonist vs. mild therapeutic hypothermia in a rat model of cardiac arrest with extracorporeal life support. Resuscitation. 84 (2), 244-248 (2013).
  69. Ma, L., Lu, X., Xu, J., Sun, S., Tang, W. Improved cardiac and neurologic outcomes with postresuscitation infusion of cannabinoid receptor agonist WIN55, 212-2 depend on hypothermia in a rat model of cardiac arrest. Crit Care Med. 42 (1), 42-48 (2014).
  70. Tsai, M. S., et al. Combination of intravenous ascorbic acid administration and hypothermia after resuscitation improves myocardial function and survival in a ventricular fibrillation cardiac arrest model in the rat. Acad Emerg Med. 21 (3), 257-265 (2014).
  71. Wang, T., et al. Intravenous infusion of bone marrow mesenchymal stem cells improves brain function after resuscitation from cardiac arrest. Crit Care Med. 36 (11 Suppl), S486-S491 (2008).
  72. Wang, T., et al. Improved outcomes of cardiopulmonary resuscitation in rats with myocardial infarction treated with allogenic bone marrow mesenchymal stem cells. Crit Care Med. 37 (3), 833-839 (2009).
  73. Wang, T., et al. Mesenchymal stem cells improve outcomes of cardiopulmonary resuscitation in myocardial infarcted rats. J Mol Cell Cardiol. 46 (3), 378-384 (2009).
  74. Lin, J. Y., et al. Model of cardiac arrest in rats by transcutaneous electrical epicardium stimulation. Resuscitation. 81 (9), 1197-1204 (2010).
  75. Dave, K. R., Della-Morte, D., Saul, I., Prado, R., Perez-Pinzon, M. A. Ventricular fibrillation-induced cardiac arrest in the rat as a model of global cerebral ischemia. Transl Stroke Res. 4 (5), 571-578 (2013).
  76. Chen, M. H., et al. A simpler cardiac arrest model in rats. Am J Emerg Med. 25 (6), 623-630 (2007).
  77. Gazmuri, R. J., Kube, E. Capnography during cardiac resuscitation: a clue on mechanisms and a guide to interventions. Crit Care. 7 (6), 411-412 (2003).
  78. Lee, H. B., Blaufox, M. D. Blood volume in the rat. J Nucl Med. 26 (1), 72-76 (1985).
  79. Bers, D. M., Bassani, J. W., Bassani, R. A. Na-Ca exchange and Ca fluxes during contraction and relaxation in mammalian ventricular muscle. Ann N Y Acad Sci. 779, 430-442 (1996).
  80. Jasani, M. S., Salzman, S. K., Tice, L. L., Ginn, A., Nadkarni, V. M. Anesthetic regimen effects on a pediatric porcine model of asphyxial arrest. Resuscitation. 35 (1), 69-75 (1997).
  81. Kato, R., Foex, P. Myocardial protection by anesthetic agents against ischemia-reperfusion injury: an update for anesthesiologists. Can J Anaesth. 49 (8), 777-791 (2002).

Tags

Medisin Hjerte-lunge-redning hemodynamics myokardiskemi rotter Reperfusjon ventilasjon ventrikkelflimmer ventrikkelfunksjon translasjonell medisinsk forskning
En Rat Modell av ventrikkelflimmer og Resuscitation av Konvensjonell Lukket brystet Technique
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lamoureux, L., Radhakrishnan, J.,… More

Lamoureux, L., Radhakrishnan, J., Gazmuri, R. J. A Rat Model of Ventricular Fibrillation and Resuscitation by Conventional Closed-chest Technique. J. Vis. Exp. (98), e52413, doi:10.3791/52413 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter