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 för ventrikelflimmer och Resuscitation av konventionell Stängd-bröst Technique

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

Introduction

Nära 360.000 personer i USA 1 och många fler världen över 2 lider en episod av plötsligt hjärtstopp varje år. Försök att återställa livet kräver inte bara att hjärtaktivitet återupprättas men att skador på vitala organ förhindras, minimeras, eller omvänd. Aktuella hjärt-lungräddning tekniker ger en initial återupplivning takt på ca 30%; emellertid är överlevnad till utskrivning från sjukhus endast 5% en. Myokarddysfunktion, neurologisk dysfunktion, systemisk inflammation, tillstötande sjukdomar, eller en kombination därav inträffar efter återupplivning står för den stora andelen patienter som dör trots initial avkastning på cirkulation. Således är större förståelse för de underliggande patofysiologi och nya återupplivningsmetoder snarast för att öka graden av initial återupplivning och efterföljande överlevnad med intakt organfunktion.

Djurlägels av hjärtstillestånd spelar en avgörande roll i utvecklingen av nya återupplivnings terapier genom att ge insikter om patofysiologin vid hjärtstopp och återupplivning och erbjuder praktiska sätt att konceptualisera och testa nya ingripanden innan de kan testas på människor 3. Modellen råtta av slutna bröstet hjärt-lungräddning (HLR) som beskrivs här har spelat en viktig roll. Modellen utvecklades 1988 av Irene von Planta - forskarassistent vid tidpunkten - och hennes medarbetare 4 i laboratoriet sen professor Max Harry Weil MD, Ph.D. vid University of Health Sciences (omdöpt Rosalind Franklin University of Medicine and Science 2004) och har i stor utsträckning använts inom återupplivning främst genom stipendiater i professor Weil och deras praktikanter.

Modellen simulerar en episod av plötsligt hjärtstopp med återupplivning försökt med konventionella CPR tekniker och omfattar därmed intagetjonen av ventrikelflimmer (VF) genom att leverera en elektrisk ström till det högra ventrikulära endokardiet och tillhandahållande av sluten bröstkorg HLR genom en pneumatiskt driven kolv enhet medan samtidigt levererar övertrycksventilation med syreanrikad gas. Uppsägning av VF åstadkommes genom transtorakal leverans av elektriska stötar. Den råttmodell skapar en balans mellan modeller som utvecklats i stora djur (t.ex. svin) och modeller som utvecklats i mindre djur (t.ex. möss) möjliggör utforskande av nya forskningskoncept i en väl standardiserat, reproducerbar och effektivt sätt med tillgång till en robust inventering av relevanta mätningar. Modellen är särskilt användbar i tidiga stadier av forskning för att undersöka nya koncept och undersöka effekterna av confounders innan studier på modeller större djur som är dyrare, men större translationell genomslag.

En Medline söka efter alla vetenskapliga artiklar rapporteringimilar råttmodell med VF som mekanismen för hjärtstillestånd och någon form av sluten bröstet återupplivning visar totalt 69 andra originalstudier med hjälp av modellen sedan den först publicerades 1988 4. Forskningsområdena är patofysiologiska aspekter av återupplivning 5-17, faktorer som påverkar utfall 18-30, roll farmakologiska interventioner undersöker kärlsammandragande preparat 31-43, buffertmedel 44, inotropa medel 45, agenter som syftar till hjärtinfarkt eller cerebral skydd 46-70, och även effekterna av mesenkymala stamceller 71-73.

Modellen och protokoll som beskrivs i den här artikeln för närvarande används vid Resuscitation institutet. Ändå finns det flera möjligheter att "skräddarsy" den modell som bygger på den kapacitet som finns tillgängliga för enskilda utredare och målen för studierna.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

OBS: Protokollet godkändes av Institutional Animal Care och användning kommittén vid Rosalind Franklin University of Medicine and Science. Alla förfaranden var enligt Guide för skötsel och användning av försöksdjur som publicerats av National Research Council.

1. Experimentell Setup och anestesi

  1. Utför kalibreringar av de olika signalerna kan fångas med hjälp av ett datainsamlingssystem (tryck, temperatur, kolvförskjutning, elektrokardiogram [EKG], kapnografi, etc.).
  2. Sterilisera instrument och katetrar (t.ex. i en autoklav för instrument och etylenoxid autoklav för katetrar) och driva gowned och bär en mask, mössa, och sterila handskar om experimentet innebär överlevnad kirurgi. Rena kirurgiska instrument och katetrar, men det finns ingen anledning att vara sterila för icke-överlevnad kirurgi.
  3. Förbered katetrarna som beskrivs nedan och avbildas i Figur 1 för en råtta som väger mellan 0,45 kg och 0,55 kg.
    1. Markera en 2F T-typ termoelement kateter, storlek 0,6 mm OD (2F), vid 3, 5 och 8 cm från spetsen med permanent markör, för avancemang i bröstaortan. Använd denna kateter för att mäta temperatur och hjärtminutvolym.
    2. Klipp polyeten slang, storlek 0,46 mm ID och 0,91 mm OD (PE25) ≈ 25 cm i längd, en för avancemang i bröstkorg aorta och en annan för avancemang i höger förmak.
    3. Skär i slutet av varje PE25 kateterspetsen för att sättas in i kärlet vid en 90 ° vinkel.
      OBS: Fasade tips vid 45 ° vinkel kan orsaka kärl perforering vid användning PE slang. Emellertid kan den avfasade spetsen trimmas ner med sandpapper för att minska dess skärpa.
    4. Fäst en 26 gauge honluerkoppling stub adaptern till den proximala änden av varje PE25 kateter.
    5. Markera aorta katetern vid 3, 5 och 8 cm och den högra förmaks katetern vid 3, 5, 8, 10 och 12 cm från spetsen. Använd aortic kateter för mätning aortatrycket och för blodprovstagning. Använd höger förmakskateter för att mäta tryck i höger förmak.
    6. Fäst varje luer stub adapter till en tryckomvandlare utrustad med en 3-vägskran.
    7. Skär av spetsen på en 3F polyuretan pediatrisk venkateter, storlek 0,6 mm-ID och 1,0 mm OD (3F), vid en 45 ° vinkel för avancemang i höger förmak.
    8. Markera 3F yttre halsvenen kateter vid 4 cm från spetsen. Använd denna kateter för att avancera en styrtråd in i den högra ventrikeln för elektrisk induktion av VF med den efterföljande möjligheten att använda den för läkemedelstillförsel och blodprovstagning. Fäst en 3-vägskran till katetern.
      OBS: Marks gjorts på katetrarna är för kirurgens vägledning katetrarna är avancerade. Märket på 3 cm på katetrarna avancerade genom lårbens fartyg varnar kirurgen av ett område med potentiell motstånds följd av fartygen börjar kurvan upp mot bröstregionen. Den 8 cm marks på aortakatetern och termokateter indikerar tips är i fallande bröstaortan. Den 12 cm märket på höger förmak katetern visar spetsen är i höger förmak. Interims märken är guider som katetrarna är avancerade. Den 4 cm märket på högra yttre halsvenen kateter indikerar spetsen är i höger förmak.
    9. Prime varje kateter med koksaltlösning innehållande 10 IU / ml heparin (för att säkerställa deras öppenhet) och vrid motsvarande kranar till stängt läge.
    10. Klipp en 5F fluorerad etenpropen kanyl, storlek 1,1 mm-ID och 1,6 mm OD (5F) monterad på en stylette, vara ≈ 8 cm lång skapar en trubbig spets. Använd denna kanyl för avancemang i luftstrupen placera sin spets ≈ 2 cm från carina för övertrycksventilation under och efter hjärtlungräddning.
      NOTERA: Metall stylette av kanylen behöver böjas vid en 145 ° vinkel ≈ 3 cm från spetsen för att hjälpa till avancemang in i luftstrupen.
  4. Förbered råttan för kirurgisk instrumentering.
    1. Bedöva råtta genom intraperitoneal injektion av natriumpentobarbital (45 mg / kg). Om det behövs, ge ytterligare doser (10 mg / kg) intravenöst var 30 minuter (efter upprättandet vaskulär access) för att upprätthålla en kirurgisk plan av anestesi.
      OBS: De flesta studier har använt manliga Pensionerad uppfödare Sprague-Dawley-råttor.
    2. Fäst håret från de kirurgiska områden och områden där elektriska stötar kommer att levereras; vilket inkluderar rygg bröstkorg området, vänster och höger ljumske, hals och främre ytan av bröstkorgen.
    3. Administrera 0,02 mg / kg (1 ml / kg) buprenorfin subkutant för smärtlindring.
    4. Fäst råttan i ryggläge på en kirurgisk ombord genom att tejpa de främre och bakbenen vid en 45 ° vinkel från mittlinjen.
    5. Scrub snittområden med Betadine scrub följt av 70% etanol 3 gånger.
    6. Applicera en tunn film av antibakteriell oftalmologiska salva till hornhinnor.
    7. Sätt i en rektal termistor ≈ 4 cm in i ändtarmen och säkra termistorn till kirurgiska styrelsen.
    8. Upprättkroppstemperaturen mellan 36,5 ° C och 37,5 ° C med användning av en glödvärmelampa genom hela experimentet.
    9. Placera EKG nålar subkutant på höger övre extremiteterna, vänster övre extremiteterna, och rätt bakbenen, och spela in EKG under hela försöket.

2. Kärlkanyle

2.1) Vänster lårbensartären för frammatning av T-typ termoelement kateter in i fallande bröstaortan

  1. Gör en 2 cm snitt på den vänstra inguinala området vid en 90 ° vinkel i förhållande till dess grove.
  2. Exponera femorala fartyg och nerv genom dissektion av den omgivande bindvävnad med användning av ett par hemostater.
  3. Exponera kärl höljet runt fartyg som använder en böjd mikro dissektion pincett.
    OBS: Undvik att punktera antingen kärl eller nerve.
  4. Res med mikro dissektion pincett nedanför lårbensartären, ven, och nerv och stödja dem i 90 ° vinkel i förhållande till fartygen. Med både fartyg och nerven som stöds, börjar separation av artären från nerven och ven genom att använda en annan par krökta mikro dissektion pincett.
    OBS: Separation sker underifrån och parallellt med de fartyg för att minimera risken för skador på kärlen och nerv.
  5. Flytta stöd pincett; släppa mage att stödja endast venen och artären.
  6. Tråd en pincett mellan artären och venen och separera dem till en längd av ≈ 1 cm.
  7. Släpp isolerade ven från de stödjande pincett försiktigt, och förbli stödja enbart artären.
  8. Sätt två siden 3-0 flätade icke absorberligaturer och position ett distalt och ett proximalt ≈ 1 cm mellanrum.
  9. Dra ordentligt distala ligatur medan artären stöds fortfarande använder en kirurg knut & #160, följt av två enkel knop. Dra den proximala ligatur med en lös kirurg knut.
  10. Gör ett litet snitt på fartyget med hjälp av ett par av mikro dissektion sax nära den distala ligaturen vid en 60 ° vinkel i förhållande till kärlet skär ungefär en fjärdedel av dess tvärsektionsarea.
    ANMÄRKNING: En liten droppe av blod som kommer ut från de skurna signalerna lumen nåddes.
  11. Droppa hepariniserad saltlösning på fartyget för att medge jämn införing av katetern.
    ANMÄRKNING: En till två droppar av en% lidokainlösning kan också användas för att förhindra kärl spasm.
  12. Sätt i en 22 gauge nål - vars spets har special böjda i 70 ° vinkel och trubbiga använder sandpapper (dvs, introduktör) - i öppningen kärlet samtidigt försiktigt dra den distala ligatur med peanger för att stabilisera fartyget.
  13. Lyft inför försiktigt för att exponera lumen och styra T-typ termoelement kateter under inför, ta bortdet en gång kateterspetsen har införts.
  14. Håll katetern på plats med en hand medan tillmötesgående å andra sidan i en bekväm position för att mata fram katetern.
  15. Stäng stöd pincett och flytta dem distalt som katetern är avancerad.
    OBS: Om något motstånd uppfylls samtidigt avancera katetern; stopp, dra tillbaka och sätt på en alternativ vinkel.
  16. Advance katetern tills 8 cm märke att placera sin spets i den fallande aorta.
  17. Säkra katetern till kärlet genom att dra åt den proximala ligatur och lägga till ytterligare två enkel knop.
    OBS: Säkra knop tight nog för att förhindra blödning runt katetern och oavsiktlig förskjutning; ännu, löst nog för att möjliggöra och tillbaka rörelse om det krävs för ompositionering.
  18. Ta pincetten och peanger försiktigt.

2,2) Vänster femoralven för frammatning av PE25 kateter i det högra förmaket

  1. Lyft tHan lårbensartären redan kanyl med T-typ termoelement kateter genom att försiktigt dra upp på ligatur och exponera den intilliggande lårbensvenen.
  2. Resor under venen med pincett och öppna dem för att stötta venen.
  3. Följ stegen 2.1.8 genom 2.1.18 men framflyttning av PE25 kateter (istället för termoelement av T-typ) till 12 cm-märket för att placera dess spets nära det högra förmaket.
  4. Verifiera blod kan dras genom katetern för att bekräfta sitt intraluminala fri position och spola katetern med 0,2 ml av hepariniserat saltlösning.
  5. Stäng det kirurgiska snittet med en enda kirurg knut.

2.3) Höger lårbensartären för frammatning av PE25 katetern i fallande bröstaortan

  1. Följ stegen 2.1.1 till 2.1.18 men flytta fram PE25 katetern till 8 cm märke att placera sin spets i den fallande aorta.
  2. Upprepa steg 2.2.4 och 2.2.5.

2.4) Höger yttre jugularvenen för frammatning av 3F polyuretan pediatriska venös kateter i det högra förmaket

  1. Gör en 1,5 cm långt snitt med början vid basen av halsen, en cm till höger om luftstrupen, som slutar strax under sköldkörteln.
    OBS: Undvik att skada eller utsätta sköldkörteln.
  2. Dissekera försiktigt den omgivande bindväven med hjälp av ett par peanger att exponera den yttre halsvenen.
  3. Resor under venen med pincett och öppna dem för att stötta venen.
  4. Upprepa steg 2.1.8 till 2.1.18 för ven kateterisering, men flytta fram 3F katetern till 4 cm märke positionering sin spets i höger förmak.
  5. Upprepa steg 2.2.4.
  6. Cap katetern med 3-vägskranen och vrid den till stängt läge.

3. trakealintubation

3,1) Trakeal exponering

  1. Expandera tidigare utfört halssnitt mot mittlinjen med hjälp peanger.
  2. Diss ect med peanger och pincett som använder trubbigt teknik för sternohyoid, sternothyroid och mastoideus del av de cleidocephalic muskler att exponera luftstrupen och håll den exponerade med hjälp av en vävnadsspridare.

3,2) trakealintubation

  1. Dra ut tungan för att sträcka luftvägarna. För fram 5F kateter (dvs trakealkanylen) monterad på stylette. Håll fast kanylen samtidigt framåt med spetsen pekande uppåt och förskott försöker komma in i övre luftvägarna, stämband och luftstrupe.
  2. Trans-visualisera trakealkanylen som det förskott för vägledning i rätt läge.
  3. Avlägsna stylette från kanylen och fäst en IR-CO-2 analysator adaptern till den distala änden av kanylen.
  4. Bekräfta lyckad intubation genom att erkänna den karakteristiska capnographic vågform, dvs luftvägs CO2 ökar under utandning och minskar under inspiration.
ove_title "> 4. Bekräftelse av Baseline Stabilitet

  1. Fyll i kirurgiska instrument och anslutning av de olika katetrar, kanyler och EKG leder via deras motsvarande givare och signalomvandlare till ett datainsamlingssystem, och bekräfta hemodynamisk stabilitet baserad på hjärtminutvolym och blodtryck meaurements och metabolisk stabilitet (tillrådligt) genom att mäta blod gaser och laktatnivåer.
    OBS: Hjärtminutvolymen mäts genom datoranalys av den termodilution kurvan som registrerats i den nedåt bröstaortan via termoelement efter 200 ul bolusinjektion av 0,9% NaCl vid rumstemperatur i höger förmak.
  2. Definiera de specifika utgångsreferensvärden för de olika parametrarna av intresse; som kan variera beroende av råttstam, kön och vikt. Baslinjen och efter återupplivning referensvärden från ett representativt experiment med användning av råttmodellen häri beskrivna listas i tabell 1.

5. Experimentprotokoll

5,1) Induktion av ventrikelflimmer (VF)

  1. Sätt i en nål subkutant i råttans bukvägg ansluten till den negativa polen hos en 60 Hz växelström (AC) generatorn (0-12 mA). Undvik avancera nålen bortom den subkutana vävnaden i bukhålan för att undvika oavsiktlig skada på inre organ.
  2. Fäst ena änden av en precurved 0,38 mm OD och 40 cm långa styr tråd (via en tråd-kontakt) till den positiva polen på elverk. Se till att polariteten inte är omvänd; annars VF får inte framkallas.
  3. Ta ut 3-vägskranen från polyuretankateter 3F insatt i den högra yttre halsvenen och främja mjukare spets ledaren ca 7 cm som vill komma in i höger kammare under övervakning av EKG och aortatrycket.
    OBS: Korrekt placering av styrtråden kommer att föreslås av ektopisk ventricular beats påvisas i EKG och aortatrycket.
  4. Slå på 60 Hz elverk och gradvis öka den nuvarande under övervakning av aortatrycket.
    ANMÄRKNING: En 2,0 mA ström är typiskt tillräcklig för att inducera VF men det varierar beroende placering av styrtråden i förhållande till den högra ventrikeln. Smärre justeringar av spets plats kan krävas för att inducera VF vid lägre nuvarande nivåer.
  5. Bekräfta induktion av VF genom att dokumentera (1) upphörande av aortapulsationer och exponentiell avklingning av aortatrycket till ≈ 20 mm Hg inom ≈ 5 sekunder och (2) utseende oorganiserad elektrisk aktivitet i EKG, såsom visas i fig 2.
  6. Behåll aktuellt oavbrutet 3 minuter att minska intensiteten efter den första minuten till ungefär halva den nivå som krävs för att inducera VF.
  7. Stäng av strömmen av efter 3 min och dokument som VF fortsätter utan att behöva tillämpa gällande.
    OBS: Små hjärtan defibrillera spontantges en kortslutning längd varigenom den främre kanten av fibrillatory front når sin bakre ände i refraktärperioden utgör hinder återinträde. Först efter en period av ischemi,. Dvs 3 min, tillräckligt för att bromsa överledning för att tillåta reentry är att VF- blir självunderhållande, såsom visas i figur 2.
  8. Ta ledaren, åter cap våldsam attack kateter med 3-vägskranen, ta bort jord nålen och låt VF fortsätter spontant för önskan varaktighet protokollet innan återupplivningsinsatser (dvs 4-15 minuter baserat på publicerade studier).

5.2) Bröst kompressioner och övertrycksventilation

OBS: bröstkompressorn med i denna publikation är en skräddarsydd pneumatiskt driven och elektroniskt styrd kolvdonet. Ventilatorn är en kommersiellt tillgänglig anordning.

  1. Använd tiden av obehandlat VF för de åtgärder som beskrivs below; även om de kan utföras före inducering av VF.
  2. Markera bröstet på 2.8 cm och 4,2 cm från basen på xiphoid processen. Den optimala området för initiering bröstkompressioner är normalt återfinns mellan dessa två varumärken.
  3. Applicera ledande gel till en defibrillering paddel och skjut den under råttans bröst, säkra paddeln till kirurgiska styrelsen.
  4. Placera kolven i bröstet kompressorn mellan de två bröstmärken något vidrör bröstet.
  5. Ställ kompressorn att leverera 200 kompressioner per minut och ställ den inledande slagvolym till 0 mm.
    OBS: Den komprimeringsgrad är lämplig för ett litet djur med en spontan hjärtfrekvens på 350 min -1 men den kan varieras som den optimala kompressionsgraden för råttmodellen har inte definierats.
  6. Ställ ventilatorn vid 25 min -1 leverera en tidalvolym på 6 ml / kg och en fraktion av inandat syre (FiO 2) av 1,0 osynkroniserad till bröstet compression.
  7. Fäst ventilatorslangen (slutar på en Y-adapter ansluter in- och utandningen lemmar) till trakealkanylen lämnar placerad IR CO2-analysator adapter.
  8. Slå på ventilatorn och börja bröstkompression genom gradvis ökning av kompressionsdjupet från 0 mm till 10 mm under den första minuten. Flytta lite kolven i sidled och rostrocaudal försöka hitta en position som ger det högsta aorta diastoliska trycket (dvs tryck mellan kompressioner) för ett givet kompressionsdjup.
    OBS: Den successiva ökning av kompressionsdjupet är unik för Resuscitation institutet; de flesta utredare börjar med maximal kompressionsdjup.
  9. Fortsätta att öka kompressionsdjup under andra minut tills ett mål aorta diastoliskt tryck uppnås.
    OBS: Ett mål aorta diastoliskt tryck på 24 mm Hg eller högre ger en krans perfusionstryck av 20 mm Hg eller högre efter att subtraherahöger förmaks diastoliskt tryck; motsvarande den resuscitability tröskelvärdet för denna råttmodell 4. Målet aorta diastoliska trycket - som kan överskrida det resuscitability tröskeln - skall beslutas av prövaren baserat på syftet med studien. Ändå är det inte tillrådligt att överskrida en kompressionsdjup på 17 mm för att undvika skador på bröstkorgen och intratorakala organ.
  10. Behåll bröstkompressioner för önskad längd innan defibrillering.
    OBS: Sex minuter av bröstkompression verkar vara det minimum som krävs för att skapa hjärt förutsättningar gynnsamma för framgångsrik defibrillering 26. Men med ökande varaktighet, hemodynamiska effekten av bröstkompressions minskar och de flesta studier använder en löptid som sträcker sig från 6 till 10 minuter.

5,3) defibrillering

  1. Använd en kommersiellt tillgänglig bifasisk vågform defibrillator med kapacitet för intern defibrillering med en startlevererad energi av 5 J, utrustad med paddlar anpassade till råttan.
  2. Applicera ledande gel till defibrillering paddla.
  3. Ladda defibrillatorn omedelbart före slutföra den förutbestämda varaktighet bröstkompressioner.
  4. Avbryt bröstkompressioner och kontrollera hjärtat kvar i VF undersöker EKG.
  5. Leverera upp till två elektriska stötar av 5 J vardera över bröstkorgen 5 sekunder isär om VF är närvarande och observera om återlämnande av ett elektriskt organiserad EKG med aorta pulser och en genomsnittlig aortatrycket ≥25 mm Hg.
  6. Återuppta bröstkompressioner i ytterligare 30 sekunder eller 60 sekunder (villkorade på den specifika protokoll) om medelaortatrycket är <25 mm Hg, oberoende av den elektriska rytm.
  7. Upprepa stegen från 5.3.4 till 5.3.6 för upp till 5 gånger betingade på den specifika protokollet men eskalerande defibrilleringsenergin till 7 J, om de ursprungliga fem J chocker misslyckas att avsluta VF. Figur 3 visar defibrillering proprotokoll som används vid återupplivning institutet och Figur 4 visar ett representativt experiment under defibrillering fasen.
  8. Leverera elektriska stötar endast när VF är närvarande; annars återuppta bröstkompressioner utan föregående elektriska stötar och ta hjärtat är i puls elektrisk aktivitet eller asystoli.
  9. Bestäm återupplivning utfallet vid slutförandet av defibrillering-kompressionscykler (Figur 3).

5.4) Post-lungräddning

  1. Öka ventilationstakten från 25 min -1 till 60 min -1 efter återgång av spontan cirkulation och sänka FiO 2 från 1,0 till 0,5 efter 15 min av spontan cirkulation.
  2. Leverera en elektrisk stöt på samma energi av den sista stöt om VF återkommer. Men VF vänder oftast spontant till sinusrytm inom några sekunder.
    OBS: VF återfall kan inträffa som en del av reperfusionsarytmier inom kortEfter återkomst spontan cirkulation men sällan längre än 15 minuter.
  3. Observera djuret enligt den specifika post återupplivning protokoll beslutas av prövaren; typiskt 180-240 min i akuta försök utan återhämtning från anestesi före dödshjälp. Tidslinjen för en typisk akut experiment visas i Figur 5.
  4. Utför obduktion i akuta försök att dokumentera ställning katetrar och skador på inre organ som kan göra ett experiment ogiltig.
  5. Ta bort alla katetrar, underbinda kärlen, och stäng såren med metallklämmor och följ stegen nedan i överlevnadsexperiment.
  6. Extubera djuret, förutsatt att det är i stånd att andas spontant.
  7. Tillbaka djuret till en ren bur efter återvinning från anestesi bevisas av fullständig och utan hjälp självrätande från rygg VILA.
  8. Injicera värmde 0,9% NaCl (1 ml / 100 g kroppsvikt) intraperitonealt för att minska risken för hypotermi och dehydration.
  9. Administrera en subkutan dos av meloxikam (2 mg / kg) subkutant 4 timmar efter dosen smärtlindring följt av en 1 mg / kg subkutan dos en gång dagligen i upp till 72 timmar.
  10. Hus djuret ensam med anrikning för upp till 48 timmar för säkrare återhämtning och använd den institutionella driftsförfarande standard för postoperativ vård och övervakning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Råttan modell som beskrivs här användes nyligen för att jämföra effekterna av två hämmare av sarcolemmal natriumväteväxlar isoform 1 (NHE-1) på hjärtmuskel och hemodynamiska funktion under bröstkompressioner och efter återupplivning 61. Det har tidigare rapporterats att NHE-1-hämmare minskar hjärtmuskel reperfusionsskada genom att begränsa natrium-inducerad cytosoliskt och mitokondrie kalcium överbelastning, och därmed hjälpa till att bevara vänsterkammar distensibility under bröstkompressioner och dämpa efter återupplivning myokarddysfunktion 12. I denna studie, NHE-1-hämmare cariporide (1 mg / kg), som hade undersökts tidigare, jämfördes med den nyare föreningen AVE4454B (1 mg / kg) och fordonsstyrning i tre grupper om 10 råttor vardera, alla utsätts för 10 min av obehandlad VF följt av 8 min av bröstkompressioner före leverera elektriska stötar. Antingen förening eller fordonsstyrning randomiserades för administration inhöger förmak omedelbart innan bröstkompressioner med utredarna blinda för uppdraget. Effekterna av de NHE-1-hämmare analyserades individuellt och i kombination (dvs. mot kontroll). Såsom visas i fig 6, NHE-1-hämning aktiverad uppnå ett fördefinierat aorta diastoliskt tryck (mellan 26 mm Hg och 28 mm Hg) med mindre djup av kompression i överensstämmelse med bevarande av vänsterkammar distensibility. När krans perfusionstryck var indexerad till djupet av kompression (CPP / djup ratio) - ett index på vänsterkammar distensibility - bara råttor behandlade med cariporide uppnått statistisk signifikans. Post-lungräddning, båda föreningarna ameliorated myokarddysfunktion och denna effekt var förenad med större överlevnad såsom visas i fig 7. Man drog slutsatsen utifrån denna studie att cariporide är effektivare än AVE4454B för återupplivning av hjärtstillestånd i denna råttmodell.


Figur 1: Rat Instrumentation. Schematisk återgivning av råttmodell av VF och slutna bröstet återupplivning illustrerar de olika besättningar och enheter som används i modellen för att inducera VF och utföra hjärt-lungräddning. AC = växelström, EKG = elektrokardiogram.

Figur 2
Figur 2: Representant Induktion av ventrikelflimmer. Experiment som visar EKG och aortatrycket vid baslinjen 6 min före inducering av VF, vid början av den 60 Hz växelström leverans för att inducera VF, och efter vridning av strömmen utanför 3 min senare. Den nuvarande leverans typiskt masker VF vågform lagra en 60 Hz vågform, som inte längre ses efter att du stängt av current, dokumentera ihållande VF.

Figur 3
Figur 3: Defibrillering protokoll. Algoritm som används för att styra när man ska leverera elektriska stötar och när man ska återuppta bröstkompressioner (CC) baserat på den elektriska hjärtrytmen och den genomsnittliga aortatrycket (MAP) nivå. VF = ventrikelflimmer, CHOCK = leverans av elektriska stötar. De möjliga återupplivnings utfall inkluderar: (1) spontan cirkulation återkomst av spontan cirkulation definierad som en MAP ≥40 mm Hg varaktig> 5 min; (2) ROCA, retur av hjärtaktivitet definieras som en organiserad rytm med en aortapulstrycket ≥5 mm Hg men MAP <40 mm Hg; (3) eldfasta VF, vilket definieras som beständighet av VF efter slutförandet av den 5: e cykeln; (4) PEA, puls elektriska aktiviteten som definieras som en organiserad hjärt elektriska aktiviteten med en aortapulstrycket <5 mmHg; och (5) asystoli, definierades som frånvaro av elektrisk och mekanisk hjärtaktivitet.

Figur 4
Figur 4: Representant Defibrillering protokollet. Experiment visar EKG, aortatrycket, och kolvförskjutningen (Djup) i slutet av bröstkompressioner och ytterligare en cykel. Visas är effekterna av bröstkompressioner (CC) på aortatrycket när hjärtat är i VF följt av en paus i bröstkompressioner för att leverera den första elektriska stötar. Chocken avslutade VF men resulterade i en svag hjärtaktivitet inte kan upprätthålla en genomsnittlig aortatrycket ≥25 mm Hg meddelar återupptas bröstkompressioner, denna gång ger ett pulserande menar aortatrycket> 25 mm Hg som snabbt ökade till> 40 mm Hg överens med retur spontan cirkulation (ROSC).


Figur 5: Experimentell tidslinje. Timeline av ett typiskt akut råttexperiment visar interventioner och mätningar. Ao = aorta, BG = blodgaser, Co-Ox = co-oximetri, EKG = elektrokardiogram, Fio 2 = bråkdel av inspirerade syre, Lac = laktat, RA = höger förmak.

Figur 6
Figur 6: Effekt av NHE-1-hämmare på HLR Effektivitet. Djupet av bröstkompressioner (Djup) och förhållandet mellan krans perfusionstryck och djup kompression (CPP / djup) jämföra kontrollösning (C) med AVE4454B (AVE) och cariporide (CRP) innan bröstkompressioner. Nhel = AVE och CRP grupper kombineras. Linjediagram skildra Djup och CPP / djup hela bröstkompressioner jämföra Nhel (o) med kontroller (●). Siffror inom bracketar betecknar råttor som återstår i ventrikelflimmer. De stapeldiagram visar samma variabler i sista min av bröstkompressioner. Värdena är medelvärden ± SEM. † p <0,01, ‡ p <0,001 jämfört med kontroll av T-test, p <0,01, p <0,001 jämfört med kontroll av en envägs ANOVA med användning Holm-Sidak test för multipla jämförelser, p <0,05 jämfört med kontroll av en-vägs ANOVA använder Dunns test för multipla jämförelser (Denna siffra har modifierats Radhakrishnan et al. 61).

Figur 7
Figur 7: Effekt av NHE-1-hämmare på överlevnad. Kaplan-Meier kurvor på råttor som fick cariporide (CRP), AVE4454B (AVE) eller fordonskontroll lösning. Visas till vänster är överlevnadskurvorna för samtliga råttor och på endast de som hade Retu rättrn av spontan cirkulation (ROSC). Övre grafer visar överlevnad för enskilda interventioner och botten grafer överlevnad för AVE och CRP grupper kombinerat (Nhel) p <0,01 vs kontroll Gehan-Breslow analys med hjälp Holm-Sidak test för multipla jämförelser. † p = 0,01 vs kontroll Gehan-Breslow analys (Denna siffra har modifierats et al. Radhakrishnan 61).

Variabler Baslinje 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 Pressure (mmHg) 162 ± 15 108 ± 19 107 ± 24 102 ± 20
Ao Diastoliskt tryck (mm Hg) 130 ± 13 84 ± 13 86 ± 21 82 ± 16
Ao Mean Pressure (mmHg) 141 ± 13 92 ± 15 93 ± 22 89 ± 17
RA Mean Pressure (mmHg) 0 ± 1 2 ± 1 2 ± 2 1 ± 2
Slut-tidal CO2 (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 Hemodynamic och metabola värden. Baslinje värden erhölls i 12 manliga Pensionerad uppfödare Sprague-Dawley-råttor efter avslutad kirurgisk instrumentering och före induktion av kammarflimmer. Efterföljande värden erhölls vid 60, 120 och 180 minuter efter återupplivning. Siffror inom parentes anger råttor som förblev vid liv i den post-återupplivning intervall. Data visas som medelvärde ± SD. Ao = aorta, HR = hjärtfrekvens, RA = höger förmak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiska steg i protokollet

Det finns kritiska stegen i protokollet. När behärskar, fortsätt att förbereda och protokoll som koncist nedan. Den kirurgiska preparatet är snabbt, avancera katetrar snabbt genom små snitt utlöser minimal eller ingen kärlkramper och positionera kateterspetsarna som avsett, följt av en framgångsrik trakealintubation efter en enda eller ett fåtal försök (s); alltså, slutföra förberedelserna i ≈ 90 min från den initiala pentobarbital dosen till induktion av VF med baslinjemätningar inom referensvärden (Tabell 1). VF är elektriskt induceras i varje fall leder till spontant ihållande VF efter 3 min av oavbruten elektrisk stimulering i> 95% av de fall. Under bröstkompression, en aorta diastoliska trycket ≥24 mm Hg och slut tidal CO2 ≥10 mm Hg genereras utan att överskrida en kompressionsdjup 17 mmdjup och utan att skada intratorakala organ. Genomförande av en defibrillering protokoll (t.ex., såsom visas i figur 3) sker med lätthet och med <5 sek avbrott i bröstkompression. Slutligen sker återkomst spontan cirkulation i> 60% av de experiment med detta protokoll eller liknande sådana som leder till efter återupplivning myokarddysfunktion med en 240 min överlevnad> 40% och metabola störningar som indikerar den system syrebrist som uppstår under hjärtstopp och reverserar i efter återupplivning fas i överlevande, så som visas i tabell 1.

Ändringar och felsökning

Modellen är mycket mångsidig, vilket möjliggör relativt enkla anpassningar för att uppfylla särskilda mål för forskning. Nyligen var användningen av PE25 storlek slang föredra framför PE50 storlek slang, som har använts tidigare av andra utredare, och fann det lättare att gå vidarein i rätt läge utan att äventyra trohet av tryckmätningarna. Den vänstra ventrikeln kan blivit kateteriserades från en halspulsådern för att bedöma vänsterkammarfunktion 34,61 eller att injicera mikrosfärer för att mäta regional organ blodflöde 6,55. Luftstrupen kan kanyl direkt via trakeostomi istället för den muntliga - mer utmanande - teknik med i denna artikel, särskilt i akuta försök utan återhämtning från anestesi. Andra metoder för att inducera VF har beskrivits inklusive transkutan elektrisk epikardium stimulering 74, aktuell leverans till ingången till övre hålvenen in i hjärtat 75, och elektrisk stimulering av matstrupen med hjälp av en stimuleringselektrod 76. Metoden för bröstkompressioner kan varieras genom att starta kompression vid maximal djup, med hjälp av sido begränsningar, komprimering vid andra priser och arbetscykler, och även med hjälp av manuell teknik insteaend hos en kolvanordning. Ventilationen kan också varieras; Originaltext använde en andningsfrekvens på 100 min -1 synkroniserad 1: 2 till kompressioner medan den nuvarande modellen använder en andningsfrekvens på 25 min -1 osynkroniserad med kompressioner; överensstämmer med de reducerade ventilatoriska krav HLR 77 och aktuella kliniska rekommendationer mot pausa för kompressioner efter att ha etablerat en säkrad luftväg. Ventilation kan också vara passiv och främjas av bröstkompressioner förutsatt luftvägarna är patent 20 eller undanröjs samtidigt syrgas direkt i luftstrupen 25. Om ett experiment kräver avlägsnande av stora mängder blod i förhållande till djurets blodvolym [BV (ml) = 0,06 x kroppsvikt (g) + 0,77] 78; t.ex. för bloduppsamling för bestämning organ blodflöde med mikrosfärer 6,55 eller för upprepad mätning av blodanalyter kan blod transfuseras från en givare råtta från samma colony 6,55. Aktuella analysmetoder dock medge bestämning av flera analyter i små prover och administration av ekvivalenta mängder av vanlig saltlösning eller annan accepterad intravaskulär lösning kompenserar för små förluster blod. Modellen kan också användas för att studera kvävning som mekanismen för gripandet 9, vilket vanligtvis sker genom att inducera neuromuskulär blockad och täppa luftvägarna.

Begränsningar av tekniken

Modellen saknar underliggande kranskärlssjukdom och det är tekniskt svårt att akut inducera koronar ocklusion; villkor som oftast förknippas med plötsligt hjärtstopp hos människor. Behovet av att bibehålla den nuvarande för att inducera VF är inte idealisk och väcker oro för potentiella skador till hjärtmuskeln. Faktiskt mindre värmeskada på platsen för nuvarande leverans erkändes i den ursprungliga studien, och konstaterade att det skulle kunna minimeras genom att minskaström till minimikravet under 3 min intervall behövde inducerad självunderhållande VF 4. Dessutom, den elektriska strömmen utlöser oavsiktligt skelettmuskelsammandragning, som kan bidra till mjölksyraproduktion. Kalcium cykling fysiologi råtthjärta jämfört med andra däggdjur är mindre beroende av natrium-kalciumväxlare 79, och tolkning av relaterade terapier bör överväga denna aspekt av råtthjärt fysiologi. Kompressionsgrad och ventilation överskrider den som används i människan utgör hinder direkt extrapolering av relaterade fynd. Effekterna av anestesi 80 inklusive cell skyddande effekter 81 bör beaktas när man tolkar fynd, men det är inte klart att pentobarbital Obfuscate fynd jämfört med inhalerade anestetika som har hjärtskyddande effekter 81. De flesta av de studier som rapporterats i litteraturen har utförts på hanråttor som är avsedda att minimera eventuell experimental confounders som härrör från olika tidpunkter inom estrous cykeln. Ytterligare arbete krävs för att bedöma effekterna av kön på återupplivning fysiologi och utfall. En annan viktig begränsning är den minskade tillgången på genetiskt manipulerade råttor förhållande till möss som har tillgripa skräddarsydda genteknik eller riktad genmanipulation av vuxna djur genom införande av genetiskt material (t.ex., virala vektorer och antisensoligonukleotider).

Betydelsen av tekniken med avseende på befintliga / alternativa metoder

Modellen är bäst lämpad för att utforska nya koncept, nya interventioner, och att utmana befintliga paradigm som en del av en större translationell strategi som till slut omfattar fokuserade studier i större djurmodeller, såsom svin, före mänskliga prövningar. Studier på mindre djur (t.ex. möss) kompliceras av svårigheter att inducera VF, begränsad kirurgisk instrumentatjon, och den lilla blodvolymen som utesluter repetitiva analys blod.

Framtida applikationer eller riktningar efter behärska denna teknik

Den råttmodell utvecklades ursprungligen för att simulera olika aspekter av mänskligt HLR efter plötsligt hjärtstopp. Som framhålls i inledningen, har modellen använts av utredarna ta upp flera aspekter av hjärt-lungräddning, inklusive dess fysiologi, konventionella avgörande för resultaten, och mestadels effekterna av etablerade och nya terapeutiska ingrepp som refereras i denna artikel. Den Resuscitation Institutet räknar läsaren att inspireras och använda modellen för att ta itu med de många frågorna i återupplivning forskning som behöver ytterligare prospektering med tanke på de nedslående resultaten med nuvarande återupplivningsmetoder.

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

Medicin Hjärt-lungräddning Hemodynamik myokardischemi Råttor Reperfusion Ventilation Ventrikelflimmer kammarfunktion Translationell medicinsk forskning
En Rat modell för ventrikelflimmer och Resuscitation av konventionell Stängd-bröst 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