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 rotte model af ventrikelflimren og genoplivning ved konventionel Closed-bryst Teknik

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

Introduction

Tæt på 360.000 personer i USA 1 og mange flere i hele verden 2 lider en episode med pludseligt hjertestop hvert år. Forsøg på at genoprette livet kræver ikke kun, at hjerteaktivitet blive genetableret, men at skader på vitale organer forhindres, minimeres, eller omvendt. Nuværende genoplivningsudstyr teknikker giver en indledende genoplivning på ca. 30%; dog overlevelse til udskrivelse fra hospitalet er kun 5% 1. Myokardiedysfunktion, neurologisk dysfunktion, systemisk inflammation, tilstødende sygdomme, eller en kombination deraf forekommende efter genoplivning konto for stor andel af patienter, der dør på trods af indledende afkast på cirkulation. Således er større forståelse for de underliggende patofysiologi samt nye genoplivning tilgange presserende behov for at øge hastigheden af ​​initial genoplivning og efterfølgende overlevelse med intakt organfunktion.

Animal tilstandls af hjertestop spiller en kritisk rolle i udviklingen af nye genoplivning behandlingsformer ved at give indsigt i patofysiologien af hjertestop og genoplivning og tilbyde praktiske midler at konceptualisere og afprøve nye tiltag, før de kan blive testet på mennesker 3. Rotten model af lukkede brystet genoplivningsudstyr (CPR) beskrevet her har spillet en vigtig rolle. Modellen er udviklet i 1988 af Irene von Planta - en forskningsstipendiat på det tidspunkt - og hendes samarbejdspartnere 4 i laboratoriet af afdøde Professor Max Harry Weil MD, Ph.D. ved University of Health Sciences (omdøbt Rosalind Franklin University of Medicine and Science i 2004) og har været flittigt brugt i forbindelse med genoplivning overvejende af stipendiater professor Weil og deres praktikanter.

Modellen simulerer en episode med pludseligt hjertestop med genoplivning forsøgt ved traditionelle CPR teknikker og omfatter således indføringion af ventrikelflimmer (VF) ved at levere en elektrisk strøm til højre ventrikel endocardium og levering af lukkede brystet CPR med en pneumatisk drevet stempel-enheden, mens samtidig leverer positivt tryk ventilation med ilt-beriget gas. Ophør af VF opnås ved transtorakal levering af elektrisk stød. Rotten model skaber en balance mellem modeller udviklet i store dyr (fx svin) og modeller udviklet i mindre dyr (fx mus), som tillader udforskning af nye forskningsresultater begreber i et godt standardiseret, reproducerbar og effektiv måde med adgang til en robust oversigt over relevante målinger. Modellen er særlig nyttig i tidlige stadier af forskning for at udforske nye koncepter og undersøge virkningerne af konfoundere før gennemførelse af undersøgelser hos større dyremodeller, som er dyrere, men større translationel virkning.

En Medline søgning på alle peer-reviewed artikler rapporteringimilar rottemodel har VF som mekanismen for hjertestop og en form for lukket bryst genoplivning afslørede i alt 69 yderligere oprindelige undersøgelser under anvendelse af modellen, da den først blev offentliggjort i 1988 4. De forskningsområder omfatter patofysiologiske aspekter af genoplivning 5-17, faktorer, der påvirker resultater 18-30, rolle farmakologiske interventioner undersøger karkontraherende midler 31-43, buffer agenter 44, inotropika 45, agenter sigte på myocardial eller cerebral beskyttelse 46-70, og også virkningerne af mesenchymstamceller 71-73.

Modellen og protokol beskrevet i denne artikel anvendes i øjeblikket på Resuscitation Institute. Men der er flere muligheder for at "tilpasse" den model baseret på den kapacitet til rådighed for de enkelte efterforskere og målene for undersøgelserne.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

BEMÆRK: Protokollen blev godkendt af Institutional Animal Care og brug Udvalg på Rosalind Franklin University of Medicine and Science. Alle procedurer var i overensstemmelse med vejledningen for pleje og anvendelse af forsøgsdyr udgivet af National Research Council.

1. forsøgsopstilling og Anæstesi

  1. Udføre kalibreringer af de forskellige signaler, der skal taget med et system, dataopsamling (tryk, temperatur, stempel forskydning, elektrokardiogram [EKG], kapnografi, etc.).
  2. Steriliseres instrumenter og katetre (fx i en autoklave instrumenter og ethylenoxid sterilisator til katetre) og drive gowned og iført en maske, hætte og sterile handsker, hvis forsøget indebærer overlevelse kirurgi. Rene kirurgiske instrumenter og katetere, men der er ingen grund til at være sterile for ikke-overlevelse kirurgi.
  3. Forbered katetrene beskrevet nedenfor og afbildet i Figur 1 for en rotte på mellem 0,45 kg og 0,55 kg.
    1. Mark et 2F T-type termoelement kateter, størrelse 0,6 mm OD (2F), ved 3, 5 og 8 cm fra spidsen med permanent markering, for fremskridt i den torakale aorta. Brug denne kateter til at måle temperatur og minutvolumen.
    2. Cut polyethylen rør, størrelse 0,46 mm id og 0,91 mm OD (PE25) ≈ 25 cm i længden, en for avancement i den thorakale aorta og en anden for avancement i højre atrium.
    3. Skær enden af ​​hver PE25 kateterspidsen skal indsættes i beholderen ved en vinkel på 90 °.
      BEMÆRK: facetslebne tip på 45 ° vinkel kan medføre fartøj perforering når PE rør bruger. Imidlertid kan den affasede spids trimmes ned med sandpapir for at reducere skarphed.
    4. Sæt en 26 gauge Luer stub adapter til den proximale ende af hver PE25 kateter.
    5. Marker aorta kateter ved 3, 5 og 8 cm og højre atrium kateteret ved 3, 5, 8, 10 og 12 cm fra spidsen. Brug AOrtic kateter til måling aortatryk og til blodprøveudtagning. Brug højre atriale kateter til at måle tryk i højre atrium.
    6. Fastgør hver luer stub adapter til en tryktransducer udstyret med en 3-vejs stophane.
    7. Skær spidsen af ​​en 3F polyurethan pædiatrisk venekateter, størrelse 0,6 mm ID og 1,0 mm OD (3F), i en 45 ° vinkel for fremføring ind i højre atrium.
    8. Markér 3F eksterne jugularis kateter ved 4 cm fra spidsen. Brug denne kateter til at fremme en ledetråd ind i højre hjertekammer til elektrisk induktion af VF med efterfølgende mulighed for at bruge det til drug delivery og blodprøvetagning. Vedhæft en 3-vejs stophane til kateteret.
      BEMÆRK: Marks foretaget på katetrene er for kirurgens vejledning katetrene er avanceret. Mærket på 3 cm på katetrene fremføres gennem femorale fartøjer advarer kirurgen af ​​et område med potentiel modstand som følge af de skibe, der begynder at kurve op mod thorax region. De 8 cm MarKS den aorta kateteret og termoelement kateter angiver spidsen er i den nedadgående thorakalaorta. Mærket på højre atrium kateter 12 cm indikerer spidsen er i højre atrium. Foreløbige varemærker er vejledninger, som katetrene er avanceret. Mærket til højre ydre jugularis kateter 4 cm indikerer spidsen er i højre atrium.
    9. Prime hver kateter med saltvand indeholdende 10 IU / ml heparin (for at sikre deres åbenhed) og drej de tilsvarende stophaner til den lukkede position.
    10. Skær en 5F fluoreret ethylenpropylen kanyle, størrelse 1,1 mm ID og 1,6 mm OD (5F) monteret på en stylette at være ≈ 8 cm i længden skaber en afstumpet spids. Brug denne kanyle for avancement i luftrøret placere spidsen ≈ 2 cm fra carina for positivt tryk ventilation under og efter hjerte-lungeredning.
      BEMÆRK: metal stylette af kanylen skal bøjet i en 145 ° vinkel ≈ 3 cm fra spidsen for at hjælpe til fremføring ind i luftrøret.
  4. Forbered rotten for kirurgisk instrumentering.
    1. Bedøver rotter ved intraperitoneal injektion af natriumpentobarbital (45 mg / kg). Hvis det er nødvendigt, giver yderligere doser (10 mg / kg) intravenøst ​​hver 30 minutter (efter etablering vaskulær adgang) for at opretholde en kirurgisk plan anæstesi.
      BEMÆRK: De fleste undersøgelser har anvendt mandlige pensionerede opdrætter Sprague-Dawley rotter.
    2. Klip håret fra de kirurgiske områder og områder, hvor elektrisk stød skal leveres; som omfatter den dorsale thorax område, venstre og højre lyske, hals og forreste overflade af thorax.
    3. Injicer 0,02 mg / kg (1 ml / kg) buprenorphin subkutant for analgesi.
    4. Fastgør rotte i liggende stilling på en kirurgisk bord ved at tape foran og bagbenene i en 45 ° vinkel fra midterlinien.
    5. Scrub indsnit områder med betadin scrub efterfulgt af 70% ethanol 3 gange.
    6. Påfør et tyndt lag antibakterielle oftalmologiske salve til hornhinder.
    7. Indsæt en rektal termistor ≈ 4 cm ind i endetarmen og fastgør termistor til den kirurgiske bord.
    8. Oprethold core kropstemperatur mellem 36,5 ° C og 37,5 ° C ved anvendelse af en glødelampe varmelampe under hele forsøget.
    9. Placer EKG nåle subkutant på højre overekstremitet, venstre overekstremitet, og retten bagben, og optage EKG under hele forsøget.

2. Vaskulære kanyleringerne

2.1) Venstre arteria femoralis til fremføring af T-type termoelement kateter i nedadgående thorakalaorta

  1. Foretag en 2 cm snit på venstre lyskeområdet i en 90 ° vinkel i forhold til dens grove.
  2. Udsætte femorale fartøjer og nerve ved stump dissektion af det omgivende bindevæv hjælp af et par hemostats.
  3. Expose den vaskulære kappe omkring de fartøjer, der anvender en buet mikro dissektion pincet.
    BEMÆRK: Undgå at punktere enten skib eller neRVE.
  4. Rejs med mikro dissektion pincet nedenunder den femorale arterie, vene, og nerve og støtte dem i en 90 ° vinkel i forhold til skibene. Med både skibe og nerve understøttes, begynder adskillelse af arterien fra nerve og vene ved hjælp af et andet par buede mikro dissektion pincet.
    BEMÆRK: Adskillelse sker nedefra og parallelt med de fartøjer, minimere risikoen for skade på skibene og nerve.
  5. Flyt de understøttende pincet; frigive nerve til kun at understøtte venen og arterien.
  6. Tråd en pincet mellem arterien og venen og adskille dem til en længde på ≈ 1 cm.
  7. Slip isolerede vene fra de understøttende pincet forsigtigt, og forblive støtte arterien kun.
  8. Sæt to silke 3-0 flettet ikke-absorberbare ligaturer og position en distalt og en proximal ≈ 1 cm fra hinanden.
  9. Spænd fast distale ligatur mens arterien stadig er understøttet ved hjælp af en kirurg knude & #160; efterfulgt af to enkelte knob. Spænd den proksimale ligatur med en løs kirurg knude.
  10. Lav et lille snit på fartøjet ved hjælp af et par af mikro dissektion saks nær den distale ligatur i en 60 ° vinkel i forhold til fartøjet skære cirka ¼ af dens tværsnitsareal.
    BEMÆRK: En lille dråbe blod på vej fra de afskårne signaler lumen blev nået.
  11. Dryp hepariniseret saltvand på fartøjet for at tillade jævn indføring af kateteret.
    BEMÆRK: En til to dråber 1% lidocain opløsning kan også anvendes til at forhindre fartøj krampe.
  12. Sæt en 22 gauge nål - hvis spids er blevet skik bøjet i en 70 ° vinkel og stumpe ved hjælp af sandpapir (dvs. introducer) - i beholderen åbning, mens forsigtigt at trække den distale ligatur med hemostats at stabilisere skibet.
  13. Løft indføreren forsigtigt at blotlægge lumen og vejlede T-type termoelement kateter under indføreren, fjernelsedet, når kateterspidsen er blevet indsat.
  14. Hold kateteret på plads med den ene hånd, mens imødekommende derimod i en behagelig stilling til at fremme kateteret.
  15. Luk de understøttende pincet og flytte dem distalt som kateteret føres frem.
    BEMÆRK: Hvis nogen modstand er opfyldt samtidig fremme kateteret; stoppe, trække sig tilbage og sæt på en alternativ vinkel.
  16. Advance kateteret indtil 8 cm mærket at placere spidsen i den nedadgående thorakalaorta.
  17. Fastgør kateteret til fartøjet ved at stramme den proksimale ligatur og tilføje to ekstra enkelt knob.
    BEMÆRK: Sikker knob stramme nok til at forhindre blødning omkring kateteret og utilsigtet forskydning; endnu, løs nok til at muliggøre frem- og tilbagegående bevægelse, hvis det kræves for repositionering.
  18. Fjern pincet og hemostats forsigtigt.

2.2) Venstre femorale vene til fremføring af PE25 kateter i højre atrium

  1. Lift than lårarterie allerede kannuleret med T-type termoelement kateter ved forsigtigt at trække op på ligatur og udsætte den tilstødende femorale vene.
  2. Rejs under venen med pincet og åbne dem til at understøtte venen.
  3. Følg trin 2.1.8 gennem 2.1.18 men fremføre PE25 kateteret (i stedet for T-type termoelement) til 12 cm mærket at positionere spidsen nær den højre atrium.
  4. Kontroller blod kan trækkes tilbage gennem kateteret at bekræfte sin intraluminal uhindret position og skyl kateteret med 0,2 ml hepariniseret saltvand.
  5. Luk kirurgisk snit med en enkelt kirurg knude.

2.3) højre femorale arterie til fremføring af PE25 kateter i den nedadgående thorakalaorta

  1. Følg trin 2.1.1 gennem 2.1.18 men fremføre PE25 kateter til 8 cm-mærket for at placere spidsen i nedadgående thorakalaorta.
  2. Gentag trin 2.2.4 og 2.2.5.

2.4) Højre ekstern halsvene for at fremme 3F polyurethan pædiatriske venekateter ind i højre atrium

  1. Lav en 1,5 cm lang indsnit starter ved bunden af ​​halsen, 1 cm til højre luftrør, der slutter lige under skjoldbruskkirtlen.
    BEMÆRK: Undgå at beskadige eller udsætte skjoldbruskkirtlen.
  2. Dissekere forsigtigt omgivende bindevæv hjælp af et par hemostats at eksponere den eksterne halsvene.
  3. Rejs under venen med pincet og åbne dem til at understøtte venen.
  4. Gentag trin 2.1.8 gennem 2.1.18 for vene kateterisation, men fremføre 3F kateteret til 4 cm mærket positionering dens spids i højre atrium.
  5. Gentag trin 2.2.4.
  6. Cap kateteret med 3-vejs stophane og dreje det til den lukkede stilling.

3. Trakeal Intubation

3.1) Tracheal eksponering

  1. Udvid den tidligere udførte hals snit mod midterlinjen hjælp hemostats.
  2. Diss ect med hemostats og pincet ved stump teknik sternohyoid, sternothyroid og mastoid en del af de cleidocephalic muskler at eksponere luftrøret og hold den udragende hjælp af en væv sprederen.

3.2) Tracheal intubation

  1. Træk tungen ud for at strække luftveje. Fremme 5F kateter (dvs. trakealkanyle) monteret på stylette. Fast holde kanylen samtidig fremme med spidsen pegende opad og forskud søger at komme ind i øvre luftveje, stemmebånd, og luftrør.
  2. Trans-visualisere trachealkanylen som det forskud vejledende i korrekt position.
  3. Fjern stylette fra kanylen og vedhæfte en infrarød CO 2 analysator adapter til den distale ende af kanylen.
  4. Bekræft vellykket trakealintubation ved at anerkende den karakteristiske capnographic bølgeform, altså luftveje CO2 stigende i udløb og faldende i inspiration.
ove_title "> 4. Bekræftelse af Baseline Stabilitet

  1. Udfyld kirurgiske instrumenter og tilslutning af de forskellige katetre, kanyler, og EKG fører via deres tilsvarende transducere og signalkonvertere til et dataopsamlingssystem, og bekræft hæmodynamisk stabilitet baseret på minutvolumen og blodtryk meaurements og metabolisk stabilitet (tilrådeligt) ved måling af blod gasser og laktat niveauer.
    BEMÆRK: Cardiac output måles ved computer analyse af termodilutionskurve registreres i nedadgående thorakalaorta gennem termoelementet efter 200 pi bolus injektion af 0,9% NaCl ved stuetemperatur ind i højre atrium.
  2. Definer de specifikke baseline referenceværdier for de forskellige parametre af interesse; som kan variere afhængig rottestammen, køn og vægt. Baseline og post-genoplivning referenceværdier fra et repræsentativt eksperiment ved hjælp rottemodellen beskrevet heri, er anført i tabel 1.

5. forsøgsprotokol

5.1) Induktion af ventrikulær fibrillation (VF)

  1. Sæt en nål subkutant i rottens abdominale væg forbundet til den negative pol af en 60 Hz vekselstrøm (AC) generator (0-12 mA). Undgå fremføring af nålen ud i det subkutane væv i bughulen for at undgå utilsigtet skade på indre organer.
  2. Sæt den ene ende af en precurved 0,38 mm OD og 40 cm lang guide wire (via en ledning stik) til den positive pol AC generator. Sørg for, at polariteten ikke er vendt; ellers VF kan ikke induceres.
  3. Fjern 3-vejs stophane fra 3F polyurethan kateter indsat i den rigtige eksterne halsvene og fremme blødere spids ledetråden ca. 7 cm, der søger at komme ind i højre hjertekammer under overvågning af EKG og aorta tryk.
    BEMÆRK: Korrekt placering af ledetråden bliver foreslået af ektopisk VentRicular beats observeret i EKG og aortatryk.
  4. Tænd 60 Hz AC generator og gradvist øge den nuværende under overvågning aorta tryk.
    BEMÆRK: En 2,0 mA typisk tilstrækkelig til at inducere VF men det varierer afhængig placeringen af ​​ledetråden i forhold til højre hjertekammer. Det kan være nødvendigt mindre justeringer spidsen sted at inducere VF ved lavere nuværende niveau.
  5. Bekræft induktion af VF ved at dokumentere (1) indstilling af aorta pulsationer og eksponentiel henfald af aortatryk til ≈ 20 mm Hg inden ≈ 5 sekunder og (2) forekomsten af ​​uorganiseret elektrisk aktivitet i EKG, som vist i figur 2.
  6. Fastholdelse af det nuværende uafbrudt i 3 minutter reducere intensiteten efter det første minut til ca. halvdelen af ​​det niveau der kræves for at inducere VF.
  7. Slå den nuværende ud efter 3 min og dokumentere, at VF fortsætter uden at det er nødvendigt at anvende strøm.
    BEMÆRK: Små hjerter defibrillere spontantgivet en kortslutning længde, hvorved forkant fibrillatorkurve fronten når sin bageste ende i refraktær periode hinder genindtræden. Først efter en periode af myocardial iskæmi;. Dvs. 3 min, nok til at forsinke ledning til at tillade reentry at VF bliver selvbærende, som vist i figur 2.
  8. Fjern guidekablet, re-cap jugularis kateter med 3-vejs stophane, fjerne jorden nål og tillade VF fortsat spontant for ønsket varighed af protokollen før start genoplivning interventioner (dvs. 4 til 15 minutter baseret på offentliggjorte undersøgelser).

5.2) Brystkompressioner og positivt tryk ventilation

BEMÆRK: bryst kompressor præsenteret i denne publikation er en skræddersyet pneumatisk drevet og elektronisk styret stempel enhed. Ventilatoren er en kommercielt tilgængelig enhed.

  1. Brug den tid af ubehandlet VF for de handlinger, der er beskrevet Below; selv om de kan udføres inden inducere VF.
  2. Marker brystet på 2,8 cm og 4,2 cm fra bunden af ​​formet som et sværd proces. Den optimale område for at indlede brystkompressioner typisk findes mellem disse to mærker.
  3. Påfør ledende gel til en defibrillering pagaj og skub det under rottens bryst, sikring padle til den kirurgiske bord.
  4. Placer stempel brystet kompressoren mellem de to bryst varemærker lidt rører brystet.
  5. Sæt kompressoren til at levere 200 kompressioner per minut og sæt det oprindelige stempel forskydning til 0 mm.
    BEMÆRK: komprimeringsgrad er egnet til et lille dyr med en spontan puls på 350 min -1 men det kan varieres som det optimale komprimeringsgrad for rottemodellen er ikke blevet defineret.
  6. Indstil ventilatoren 25 min -1 levere et respirationsvolumen på 6 ml / kg og en fraktion af inspireret oxygen (FiO 2) 1,0 usynkroniseret til brystet Compression.
  7. Fastgør ventilatorslangen (ender i en Y-adapter forbinder inspiratoriske og eksspiratoriske lemmer) til luftrør kanyle forlader indskudt den infrarøde CO2 analysator adapter.
  8. Tænd ventilatoren og starte brystet kompression ved gradvist at forøge den komprimering dybde fra 0 mm til 10 mm under det første minut. Flyt lidt stemplet sideværts og rostrocaudal søger at finde en position, der giver den højeste aorta diastoliske tryk (dvs. tryk mellem kompressioner) for en given komprimering dybde.
    BEMÆRK: Den gradvise stigning i kompression dybden er unik for Resuscitation Institute; de fleste efterforskere starte med den maksimale kompression dybde.
  9. Fortsæt øge kompressionen dybde under det andet minut, indtil et mål aorta diastoliske tryk er opnået.
    BEMÆRK: Et mål aorta diastolisk tryk på 24 mm Hg eller højere giver en koronar perfusion tryk på 20 mm Hg eller højere efter fratrækkehøjre atrium diastoliske tryk; svarende til tærsklen resuscitability for denne rottemodel 4. Målet aorta diastoliske tryk - der kan overstige resuscitability tærskel - skal afgøres af investigator baseret på målsætningen studiet. , Endnu det ikke tilrådeligt at overskride en komprimering dybde på 17 mm for at undgå skade på brystvæggen og intrathorakale organer.
  10. Vedligehold brystkompressioner til den ønskede varighed, før du forsøger defibrillering.
    BEMÆRK: Seks minutter af brystet kompression synes at være det minimum kræves for at skabe myokardiale gunstige vilkår for en vellykket defibrillering 26. Men med stigende varighed, hæmodynamiske effekt af brystkompression falder og de fleste undersøgelser anvender en varighed i området fra 6 til 10 min.

5.3) defibrillering

  1. Brug et almindeligt tilgængeligt bifasisk bølgeform defibrillator med mulighed for intern defibrillering med en startleverede energi på 5 J, udstyret med padler tilpassede til rotten.
  2. Påfør ledende gel til defibrillering padle.
  3. Oplad defibrillatoren umiddelbart før færdiggøre den forudbestemte varighed brystkompressioner.
  4. Afbryd brystet kompression og kontrollere hjertet forbliver i VF undersøge EKG.
  5. Lever op til to elektriske stød af 5 J hver tværs brystvæggen fem sekunder fra hinanden, hvis VF er til stede og observere til returnering af et elektrisk organiseret EKG med aorta impulser og en gennemsnitlig aorta tryk ≥25 mm Hg.
  6. Genoptag brystkompressioner i yderligere 30 sekunder eller 60 sekunder (afhængig af de særlige protokol) hvis middelværdien aorta tryk er <25 mm Hg uanset den elektriske rytme.
  7. Gentag trinene fra 5.3.4 til 5.3.6 i op til 5 gange afhængig af de særlige protokol, men eskalerende den defibrilleringsenergi til 7 J, hvis de første 5 J chok undlader at afslutte VF. Figur 3 viser defibrillering protocol anvendt ved Resuscitation Institute og Figur 4 viser et repræsentativt eksperiment under defibrillering fase.
  8. Lever elektrisk stød, når VF er til stede; ellers genoptage brystet kompression uden forudgående elektrisk stød og påtage hjertet er i pulseless elektrisk aktivitet eller asystoli.
  9. Bestem genoplivning resultat ved afslutningen af defibrillering-kompression cyklusser (figur 3).

5.4) Post-genoplivning

  1. Øg ventilationen sats fra 25 min -1 til 60 min -1 efter returnering af spontan cirkulation og sænk FiO 2 1,0-0,5 efter 15 min af spontan cirkulation.
  2. Lever et elektrisk stød ved samme energi for den sidste stød, hvis VF opstår igen. Men VF vender typisk spontant til sinusrytme inden for et par sekunder.
    BEMÆRK: VF tilbagefald kan forekomme som en del af reperfusion arytmier kortefter returnering af spontan cirkulation, men sjældent over 15 min.
  3. Overhold dyret henhold til den specifikke post-genoplivning protokol besluttet af investigator; typisk 180 til 240 minutter i akutte forsøg uden nyttiggørelse fra anæstesi før dødshjælp. Tidslinje for et typisk akut eksperiment er vist i figur 5.
  4. Udfør obduktion i akutte forsøg at dokumentere position katetre og skade på indre organer, der kan gengive et eksperiment ugyldig.
  5. Fjern alle katetre, ligere skibene, og lukke sår med metalclips, og følg nedenstående trin i overlevelse eksperimenter.
  6. Extubate dyret, forudsat den er i stand til at trække vejret spontant.
  7. Sende dyret tilbage til en ren bur efter helbredelse fra anæstesi fremgår af fuldstændig og uden hjælp selvoprettende fra dorsale tilbagelænethed.
  8. Indsprøjtes opvarmet 0,9% NaCl (1 ml / 100 g legemsvægt) intraperitonealt for at reducere risikoen for hypotermi og dehydration.
  9. Administrere en subkutan dosis af meloxicam (2 mg / kg) subkutant 4 timer efter dosis af analgesi efterfulgt af 1 mg / kg subkutan dosis en gang dagligt i op til 72 timer.
  10. Hus dyret alene med berigelse for op til 48 timer for sikrere genopretning og bruge den institutionelle standardprocedure for postoperativ pleje og overvågning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Rottemodellen beskrevet her blev for nylig anvendt til at sammenligne virkningerne af to inhibitorer af sarcolemmal natrium-hydrogen varmeveksler isoform 1 (NHE-1) på myocardial og hæmodynamiske funktion under brystet kompression og post-genoplivning 61. Det blev tidligere rapporteret, at NHE-1-inhibitorer dæmpe myocardial reperfusionsbeskadigelse ved at begrænse natrium-induceret cytosol og mitokondrie calcium overbelastning, og derved bidrage til at bevare venstre ventrikel udspilingsevne under brystet kompression og dæmpe post-genoplivning myokardiedysfunktion 12. I denne undersøgelse, NHE-1 inhibitor cariporide (1 mg / kg), som var blevet grundigt undersøgt i fortiden, blev sammenlignet med den nyere forbindelse AVE4454B (1 mg / kg) og vehikelkontrol i tre grupper på 10 rotter hver, alle udsat for 10 min af ubehandlet VF efterfulgt af 8 min på brystet kompression før levering elektrisk stød. Enten forbindelse eller bærerkontrol blev randomiseret til administration ihøjre atrium umiddelbart før start brystet kompression med efterforskerne blind for opgaven. Virkningerne af NHE-1-inhibitorer blev analyseret individuelt og kombineret (dvs. mod kontrol). Som vist i figur 6, NHE-1-inhibering aktiveret opnå en foruddefineret aorta diastoliske tryk (mellem 26 mm Hg og 28 mm Hg) med mindre dybde af kompression i overensstemmelse med bevarelse af venstre ventrikel udspilingsevne. Når koronar perfusionstryk blev indekseret til dybden af ​​kompression (CPP / dybde-forhold) - et indeks for venstre ventrikel udspilingsevne - kun rotter behandlet med cariporide opnået statistisk signifikans. Post-genoplivning, begge forbindelser lindres myokardiedysfunktion og denne virkning var forbundet med større overlevelse, som vist i figur 7. Det blev konkluderet ud fra denne undersøgelse, at cariporide er mere effektiv end AVE4454B for genoplivning af hjertestop i denne rotte model.


Figur 1: Rotte Instrumentation. Skematisk gengivelse af rottemodel for VF og lukket bryst genoplivning illustrerer forskellige besætninger og anordninger, der anvendes i modellen til at inducere VF og udføre hjerte- genoplivning. AC = vekselstrøm, EKG = elektrokardiogram.

Figur 2
Figur 2: Repræsentant Induktion af ventrikelflimren. Eksperiment afbilder EKG og aorta tryk ved baseline 6 min før induktion af VF, ved starten af ​​den 60 Hz vekselstrøm levering at inducere VF, og efter at den aktuelle off 3 min senere. Den nuværende leveringstid typisk masker VF bølgeform sammenføje et 60 Hz bølgeform, som ikke længere ses efter at slukke for Current, dokumentere vedvarende VF.

Figur 3
Figur 3: Defibrillation protokol. Algoritme bruges til at guide når at levere elektrisk stød, og når at genoptage brystet kompression (CC) baseret på den elektriske hjerterytme, og den gennemsnitlige aorta tryk (MAP) niveau. VF = ventrikelflimmer, STØD = levering af elektrisk stød. De mulige genoplivning resultater kan nævnes: (1) ROSC, returnering af spontan cirkulation defineret som en MAP ≥40 mmHg varig> 5 min; (2) ROCA, afkast af hjerteaktivitet defineret som en organiseret rytme med en aorta puls pres ≥5 mm Hg men MAP <40 mm Hg; (3) refraktær VF, defineret som vedholdenhed af VF efter afslutningen af det 5. cyklus; (4) PEA, pulsfri elektrisk aktivitet defineres som en organiseret kardial elektrisk aktivitet med en aorta pulstryk <5 mmHg; og (5) asystoli, defineret som fravær af elektriske og mekaniske hjerteaktivitet.

Figur 4
Figur 4: Repræsentant defibrillering protokollen. Eksperiment afbilder EKG, aorta tryk, og stemplet forskydning (dybde) ved udgangen af ​​brystet kompression og en yderligere cyklus. Vist er virkningerne af brystet kompression (CC) på aorta tryk mens hjertet er i VF efterfulgt af en pause på brystet kompression til at levere den første elektrisk stød. Det chok afsluttes VF men resulterede i svag hjerteaktivitet stand til at opretholde en gennemsnitlig aortatryk ≥25 mm Hg spørge genoptagelse af brystet kompression, denne gang gav en pulserende betyde aortatryk> 25 mm Hg som hurtigt øges til> 40 mm Hg i overensstemmelse med tilbagevenden af spontan cirkulation (ROSC).


Figur 5: Eksperimentel tidslinje. Tidslinje for et typisk akut rotte eksperiment viser interventioner og målinger. Ao = aorta, BG = blodgasser, Co-Ox = co-oximetri, EKG = elektrokardiogram, Fio 2 = fraktion af inspireret oxygen, Lac = laktat, RA = højre atrium.

Figur 6
Figur 6: Virkning af NHE-1-inhibitorer på CPR effektivitet. Dybden af ​​brystet kompression (dybde), og forholdet mellem koronar perfusion pres og dybden af ​​kompression (CPP / dybde) sammenligning af kontrol løsning (C) med AVE4454B (AVE) og cariporide (CRP), før brystet kompression. NHEI = AVE og CRP grupper tilsammen. Linje grafer skildrer Dybde og CPP / dybde i hele brystet kompression sammenligner NHEI (o) med kontroller (●). Tal i Bketsjere betegne rotter tilbage i ventrikelflimren. De søjlediagrammer skildrer de samme variabler i sidste min af brystet kompression. Værdier er middel ± SEM. † p <0,01, ‡ p <0,001 vs. kontrol T-test, p <0,01, p <0,001 vs. kontrol envejs ANOVA under anvendelse af Holm-Sidak test for multiple sammenligninger; p <0,05 vs kontrol envejs ANOVA hjælp Dunns test for multiple sammenligninger (Dette tal er blevet ændret fra Radhakrishnan et al. 61).

Figur 7
Figur 7: Effekt af NHE-1-inhibitorer på overlevelse. Kaplan-Meier kurver i rotter, der modtog cariporide (CRP), AVE4454B (AVE) eller køretøj kontrol løsning. Vist til venstre er overlevelseskurver til alle rotter og på kun dem, der havde Retu højrern af spontan cirkulation (ROSC). Øvre grafer skildrer overlevelse for enkelte indgreb og nederste grafer overlevelse for ave og CRP-grupper tilsammen (NHEI) p <0,01 vs kontrol Gehan-Breslow analyse under anvendelse af Holm-Sidak test for multiple sammenligninger.; † p = 0,01 vs kontrol Gehan-Breslow analyse (Dette tal er blevet ændret fra Radhakrishnan et al. 61).

Variable Baseline Post-Genoplivning
-5 Min 60 min 120 min 180 min
(° 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 diastoliske tryk (mmHg) 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
End-tidal CO2 (mmHg) 37 ± 10 34 ± 14 24 ± 16 24 ± 17
pH, Aorta (enhed) 7,40 ± 0,04 7,28 ± 0,11 7,36 ± 0,10 7,34 ± 0,08
Lactat, 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

Tabel 1: Repræsentant Hæmodynamisk og metaboliske Værdier. Baseline værdier blev opnået i 12 mandlige pensioneret breeder Sprague-Dawley-rotter efter afslutningen af ​​kirurgisk instrumentering og før induktion af ventrikelflimren. Efterfølgende værdier blev opnået ved 60, 120, og 180 minutter efter genoplivning. Tal i parentes angiver rotter, der forblev i live i den post-genoplivning interval. Data er vist som middelværdi ± SD. Ao = aorta, HR = hjertefrekvens, RA = højre atrium.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiske trin i protokollen

Der er kritiske trin i protokollen. Når mestrer, fortsæt forberedelse og protokol som kortfattet beskrevet nedenfor. Den kirurgiske forberedelse er hurtig, fremrykkende katetre hurtigt gennem små indsnit udløser minimal eller ingen fartøj spasmer og positionering kateterspidserne efter hensigten, efterfulgt af en vellykket trakealintubation efter en enkelt eller nogle få forsøg (s); således, færdiggøre forberedelserne i ≈ 90 min fra den indledende pentobarbital dosis til induktion af VF med baseline målinger inden referenceværdier (tabel 1). VF er elektrisk induceret i alle tilfælde fører til spontant vedvarende VF efter 3 min af uafbrudt elektrisk stimulation i> 95% af de tilfælde. Under brystet kompression, en aorta diastoliske tryk ≥24 mmHg og end-tidal CO 2 ≥10 mmHg genereres uden at overskride en komprimering dybde på 17 mmdybde og uden at skade intrathorakale organer. Gennemførelse af en defibrillering protokol (fx som vist i figur 3) sker med lethed og med <5 sek afbrydelser i brystet kompression. Endelig tilbagevenden af ​​spontan cirkulation forekommer i> 60% af forsøgene ved anvendelse af denne protokol eller lignende dem, der fører til post-genoplivning myokardiedysfunktion med en 240 min overlevelse> 40% og metaboliske abnormaliteter indikerer den systemiske iltsvind, der opstår i løbet af hjertestop og vender i den post-genoplivning fase overlevende, som vist på tabel 1.

Ændringer og fejlfinding

Modellen er meget alsidig, giver mulighed for relativt simple tilpasninger for at opfylde specifikke forskningsmål. For nylig blev anvendelse af PE25 størrelse rør foretrækkes frem PE50 størrelse slange, som er blevet anvendt tidligere af andre forskere, og fandt det lettere at fremmei rette position, uden at gå på kompromis med nøjagtighed for de trykmålinger. Den venstre ventrikel kan blevet kateteriseres fra en halspulsåren at vurdere venstre ventrikelfunktion 34,61 eller at injicere mikrosfærer til måling regional orgel blod flyde 6,55. Luftrøret kan kanyle direkte via trakeostomi i stedet for den mundtlige - mere udfordrende - teknik præsenteret i denne artikel, navnlig i akutte eksperimenter uden genanvendelse af bedøvelse. Andre fremgangsmåder til inducerer VF er blevet beskrevet, herunder transkutan elektrisk epicardium stimulation 74 nuværende levering til indgangen af den øvre hulvene ind i hjertet 75, og elektrisk stimulation af spiserøret ved anvendelse af en pacing elektrode 76. Metoden til brystet kompression kan varieres ved at starte kompression på den maksimale dybde, ved hjælp af laterale begrænsninger, komprimere på andre priser og driftscyklusser, og også ved hjælp af manuelle teknik instead af et stempel-enhed. Ventilation kan også varieres; oprindelige beskrivelse brugte en ventilatorisk på 100 min -1 synkroniseret 1: 2 til kompressioner mens nærværende model bruger en ventilatorisk på 25 min -1 usynkroniseret til kompression; i overensstemmelse med de reducerede ventilering krav CPR 77 og aktuelle kliniske anbefalinger mod pause for kompressioner efter at have etableret en sikret luftveje. Ventilation kan også være passive og fremmes af brystet kompression forudsat luftvejene er patent 20 eller undgås under administration ilt direkte ind i luftrøret 25. Hvis et eksperiment kræver fjernelse af store mængder blod i forhold til dyrets blodvolumen [BV (ml) = 0,06 x kropsvægt (g) + 0,77] 78 fx til indsamling af blod til bestemmelse af organ blodgennemstrømning med mikrosfærer 6,55 eller til gentagen måling af blodanalytter kan blod transfunderes fra en donor rotte fra samme colony 6,55. Nuværende analyseteknikker dog tillade bestemmelse af flere analytter i små prøver og administration af ækvivalente mængder af normalt saltvand eller en anden godkendt intravaskulær løsning kompenserer for tab små blod. Modellen kan også anvendes til at studere asfyksi som mekanismen for arrest 9, som opnås typisk ved at inducere neuromuskulær blokade og tilstoppe luftvejene.

Begrænsninger af teknikken

Modellen mangler underliggende koronararteriesygdom, og det er teknisk vanskeligt at akut fremkalde koronararterieokklusion; betingelser oftest forbundet med pludseligt hjertestop hos mennesker. Behovet for at bevare den nuværende til at inducere VF er ikke ideel, og giver anledning til bekymring for potentiel skade på myocardium. Faktisk mindre termisk skade på det sted, aktuelle levering blev anerkendt i den oprindelige undersøgelse, og bemærkede, at det kan minimeres ved at reducerestrøm til minimumskravet i 3 min interval nødvendig for at induceret selvbærende VF 4. Desuden den elektriske strøm utilsigtet udløser skeletmuskel sammentrækning, som kan bidrage til produktionen af ​​mælkesyre. Calcium cykling fysiologi af rotte hjerte i forhold til andre pattedyr er mindre afhængig af natrium-calcium varmeveksler 79, og fortolkning af relaterede behandlinger bør overveje dette aspekt af rotte hjertets fysiologi. Satsen for kompression og ventilation end der anvendes i mennesker hinder direkte ekstrapolation af relaterede resultater. Virkningerne af anæstesi 80 herunder celle beskyttende virkninger 81 bør overvejes ved fortolkningen resultater, selv om det ikke er klart, at pentobarbital obfuscate resultater i forhold til inhalant bedøvelsesmidler, der har hjertebeskyttende effekter 81. De fleste af de undersøgelser rapporteret i litteraturen er blevet udført i hanrotter til formål at minimere eventuel experimental konfoundere skyldes forskellige timing i østrale cyklus. Der kræves en yderligere indsats for at vurdere effekten af ​​køn på genoplivning fysiologi og resultater. En anden vigtig begrænsning er den reducerede tilgængelighed af gensplejsede rotter i forhold til mus skulle ty til tilpassede gensplejsning eller målrettet genmanipulation af voksne dyr ved indføring af genetisk materiale (f.eks virusvektorer og antisense-oligonukleotider).

Betydningen af teknikken med hensyn til eksisterende / alternative metoder

Modellen er bedst egnet til at udforske nye koncepter, nye tiltag, og til at udfordre eksisterende paradigmer som led i en større translationel strategi, som til sidst omfatter målrettede studier i større dyremodeller, såsom svin, før menneskelige forsøg. Studier i mindre dyr (fx mus) kompliceres af vanskeligheder med at inducere VF, begrænset kirurgisk instrumentation, og den lille blodvolumen, der udelukker gentagne blodanalyse.

Fremtidige applikationer eller retninger efter at mestre denne teknik

Rotten model blev oprindeligt udviklet til at simulere forskellige aspekter af menneskelig CPR efter pludseligt hjertestop. Som fremhævet i indledningen er modellen blevet brugt af efterforskere til at løse en række aspekter af hjerte- genoplivning, herunder dens fysiologi, konventionel faktor for resultaterne, og det meste af virkningerne af etablerede og nye terapeutiske indgreb som der henvises til i denne artikel. Den Genoplivning Instituttet forventer, at læseren til at blive inspireret og bruge modellen til at tage fat på de mange spørgsmål i genoplivning forskning, der har brug for yderligere udforskning givet de skuffende resultater med de nuværende genoplivning metoder.

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

Medicine Kardiopulmonær genoplivning Hæmodynamik myocardial iskæmi Rotter Reperfusion Ventilation Ventrikelflimmer ventrikelfunktion Translationel medicinsk forskning
En rotte model af ventrikelflimren og genoplivning ved konventionel Closed-bryst Teknik
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