Abstract
Asfixia en el nacimiento, lo que causa la encefalopatía hipóxico-isquémica (EHI), representa 0.660.000 muertes en el mundo cada año, alrededor de un cuarto de 2,9 millones de muertes neonatales en el mundo. Los modelos animales de HIE han contribuido a la comprensión de la fisiopatología en HIE, y han puesto de relieve el proceso dinámico que se producen en la lesión cerebral debido a la asfixia perinatal. Por lo tanto, los estudios en animales han sugerido una ventana de tiempo para las estrategias de tratamiento post-injuria. La hipotermia ha sido probado como un tratamiento para HIE en modelos pdiglet y posteriormente demostrado ser eficaz en ensayos clínicos. Variaciones del modelo se han aplicado en el estudio de los métodos neuroprotectores complementarios y estudios de lechones de xenón y la melatonina han llevado a fase clínica I y II de los ensayos 1,2. El modelo de HIE lechones se utiliza más para los estudios resuscitation- y hemodinámicos neonatales, así como en las investigaciones de la hipoxia cerebral a nivel celular. Sin embargo, es un desafío técnicomodelo y las variaciones en el protocolo pueden conllevar lesiones cerebrales demasiado suave o demasiado severa. En este artículo, nos demuestran los procedimientos técnicos necesarios para el establecimiento de un modelo estable de lechones EHI neonatal. En primer lugar, el lechón recién nacido (<24 horas de edad, la mediana de peso 1500 g) es anestesiado, intubado, y monitoreado en una configuración similar a la encontrada en una unidad de cuidados intensivos neonatales. Global hipoxia-isquemia es inducida mediante la reducción de la fracción inspiratoria de oxígeno para lograr la hipoxia global, isquemia a través de la hipotensión y un EEG de amplitud traza plana integrado (aEEG) indicativo de la hipoxia cerebral. La supervivencia se promueve mediante el ajuste de la oxigenación de acuerdo con la respuesta aEEG y la presión arterial. La lesión cerebral se cuantifica por histopatología y la resonancia magnética después de 72 horas.
Introduction
La asfixia perinatal es una condición aguda y con frecuencia impredecible asociado con encefalopatía hipóxico-isquémica (EHI). El objetivo general de este protocolo es demostrar un modelo de supervivencia de los lechones de perinatal encefalopatía hipóxico-isquémica. Este modelo se puede utilizar para investigar el efecto de varios grados de hipoxia-isquemia en el cerebro neonatal y de los tratamientos experimentales sobre la neuropatología, la resonancia magnética y la espectroscopia (MRI y MRS) y biomarcadores en fluidos corporales tales como sangre, líquido cefalorraquídeo y orina . El modelo también ha demostrado ser útil para investigar el sistema cardiovascular, sistema respiratorio, renal y hepática, todos los cuales se ven afectados en la hipoxia-isquemia global.
La asfixia perinatal es el resultado de peligro el suministro de oxígeno durante el parto o en el puerperio inmediato. Eventos de hipoxia intraparto representan 0.660.000 muertes en el mundo cada año, alrededor de una cuarta parte del mundo 2.9 millSe estima que han desarrollado encefalopatía neonatal después de la asfixia al nacer 4 iones muertes neonatales en 2012 3. En 2010 1,15 millones de bebés. HIE definido como encefalopatía en niños nacidos después de 34 semanas de gestación se produce en 1-3 / 1.000 nacidos vivos 5 en el mundo industrializado y de hasta 8,5 / 1000 nacidos vivos en los países en desarrollo 4. El riesgo de muerte es 10 a 60%, y el riesgo de discapacidad neurológica en los sobrevivientes de 30-100% 6,7. 50,2 millones de años de vida ajustados por discapacidad (AVAD) se atribuyen a los eventos de hipoxia intraparto 4. Actualmente el único tratamiento que no sea de apoyo para HIE es la hipotermia post-hipóxica. Por lo tanto, los avances en los procedimientos de diagnóstico y estrategias de tratamiento son esenciales para mejorar la gestión de HIE 8.
Las mejoras en el pronóstico después de la asfixia y la gestión de la lesión cerebral neonatal perinatal se basan en ampliar el conocimiento de los mecanismos subyacentes de la enfermedad de und posibles tratamientos. Los modelos animales de HIE son particularmente útiles como diferentes eventos clínicos pueden conducir a HIE y la incidencia en cualquier centro de maternidad sola es baja 5. Una configuración experimental en el que la influencia de la variación biológica puede ser minimizado, es esencial al probar nuevas herramientas de pronóstico y diagnóstico y estrategias de tratamiento. Un modelo animal debe aproximarse a la situación clínica tanto como sea posible, lo que contribuye a la comprensión de los mecanismos patológicos subyacentes a la lesión inducida y el proceso dinámico que participan en la evolución de la enfermedad y ES 9. Los modelos animales de HIE neonatal han incluido un número de especies, incluyendo roedores, cordero, y cerdo. En comparación, el lechón recién nacido tiene mayor parecido con un recién nacido humano con respecto al tamaño, el sistema cardiovascular 10 y la madurez del cerebro en el momento de la entrega 11,12. Monitoreo, instrumentación y evaluación de resultados en el modelo de los lechones es similar a that utilizado en la atención clínica de los recién nacidos con EHI. Por consiguiente, existe un alto grado de atención del recién nacido traducción a partir de este modelo.
Lechones modelos de hipoxia perinatal y HIE son utilizados por muchos grupos y varían en un número de áreas 13. De acuerdo con el propósito del experimento, se debe prestar especial atención a la elección de los medicamentos, el método de inducción de hipoxia-isquemia, método de control de la duración y la gravedad insulto, reanimación y cuidados post-insulto, y la evaluación de resultados. Para evitar el sesgo de un diseño de ensayo aleatorio siempre se debe utilizar en los estudios de intervención.
El método aplicado cuando se provoque lesiones hipóxico-isquémica es importante. Hipoxia global que lleva a HIE a menudo resulta en fallo multiorgánico que implica cerebro, el corazón, los pulmones, los riñones y el hígado. Dependiendo de los resultados evaluados, los modelos de HIE deben basarse en la hipoxia isquemia global y lugar de confiar en la isquemia focal, por ejemplo., Por ligación de cochearterias OTID 14. Un artículo reciente aplica una combinación de hipoxia (FiO 2 12%) y la compresión de la arteria carótida, mientras que el mantenimiento de la presión sanguínea arterial media> 40 mm Hg 2. Otro grupo indujo hipoxia global al 8% de O 2 hasta que el exceso de base negativa> 20 mmol / L o la presión arterial media arterial (PAM) <15 mm Hg, y sacrificó a los animales a las 4 h 15. La hipoxia también ha sido valorada por el gasto cardíaco (a 30-40% de la línea de base), MABP (a 30-35 mm Hg) y el pH arterial (6,95-7,05) 16.
Modelos de hipoxia-isquemia global valorada por la supresión aEEG similar a la presentada en este informe, han demostrado que la encefalopatía es clínicamente, electrofisiológicamente y neuropatológicamente comparable a la condición de que se encuentra en el recién nacido a término asfixiados 17,18.
El grado de HIE inducida es esencial. Un modelo animal útil de HIE también debe permitir la prueba de nuevos diaprocedimientos y opciones de tratamiento gnóstico. Para permitir esto, los modelos deben inducir HIE moderada, donde hay un potencial tratamiento como lesión cerebral severa con poco o ningún potencial tratamiento sería menos relevante en la evaluación de nuevos tratamientos. La tolerancia a la hipoxia varía considerablemente entre los animales de prueba. Estudios anteriores han demostrado que una lesión cerebral más consistente se puede lograr y que más animales sobrevivir 17,19 individualizando la hipoxia inducida según la respuesta cerebral de cada lechón evaluadas por amplitud integrado electroencefalografía (aEEG) en lugar de utilizar un conjunto FiO valor 2 en todo el evento hipóxico. La duración de la supresión aEEG se correlaciona con el grado de lesión cerebral, con pocos cambios histopatológicos a <20 min aEEG supresión y convulsiones severas crecientes en> 45 min aEEG supresión. Una reciente revisión de tratamientos neuroprotectores para HIE identificó la necesidad de modelos de supervivencia que permite meas de resultado conductualesUres en modelos animales 20.
Hay numerosas ventajas del modelo de lechones HIE presentado. Se basa en una especie donde los resultados son altamente probable que se traducen a la fisiología humana. Los modelos globales hipoxia-isquemia fallo multiorgánico y la titulación de la hipoxia-isquemia por aEEG induce un grado consistente de lesión cerebral con la supervivencia resultados clínicos relevantes, tales que los biomarcadores, MRI y el comportamiento pueden ser evaluados en puntos de tiempo relevantes.
Modelos cochinillo de asfixia perinatal y HIE no sólo han contribuido de manera significativa a la visión actual en HIE fisiopatología, pero también han precedido con éxito los ensayos clínicos, en última instancia, lo que resulta en nuevos tratamientos en humanos. Estudios en modelos Piglet jugaron un papel clave en el establecimiento de la hipotermia como tratamiento para la HIE 21, y se utilizan en la investigación de resucitación neonatal 22. Varios grupos han utilizado modelos de lechones al realizar la investigación dentro de la asfixia y la HIE, und estudios incluyen la hipotermia 23, alfa-melanocitos hormona estimulante 24, paro cardíaco 25, la tirosina hidroxilasa actividad 26, la exposición hipóxica repetida 27, la actividad del receptor NMDA 14, y espectroscopia de infrarrojo cercano 28.
El modelo de HIE lechones se presenta en este informe es técnicamente difícil de trabajar, como pequeños ajustes durante el curso del procedimiento pueden resultar en una lesión cerebral demasiado suave o demasiado severa 29,2. Encontramos que la literatura existente carecía de suficiente detalle para reproducir modelos publicados anteriormente. Por lo tanto, aquí demostramos cada paso de los procedimientos técnicos necesarios para el establecimiento de un modelo de supervivencia de 72 horas de los lechones en este informe, lo que permite a los investigadores a establecer este modelo avanzado para el estudio de HIE.
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Protocol
El presente protocolo fue aprobado por el danés Experimentos con Animales Inspección. Todos los animales de prueba fueron anestesiados lo largo de los procedimientos. La reproducción de este protocolo debe llevarse a cabo de acuerdo con la ética nacionales y directrices de bienestar animal, y aprobado por los comités de ética locales.
1. Los animales
- Lechones Landrace danés <24 horas de edad con un peso aproximado de 1.500 - 2.000 g.
2. Anestesia y mantenimiento Fluidos
- Preparar el equipo necesario para la anestesia (Figura 1): Una máscara para la administración de sevoflurano, algodones con alcohol, catéter intravenoso periférico, goma elástica, jeringas con solución salina, propofol (5 mg / kg), fentanil (10 mg / kg), y bencilpenicilina procaína (15.000 IU / kg).
- Inducir la anestesia mediante la entrega de un 1-2% de sevoflurano a través de una máscara de respiración.
- Evaluar la profundidad de la anestesia mediante la evaluación de palpebral y la retirada reflexes. Cuando la certeza de que el lechón está profundamente anestesiado, percutánea insertar un catéter intravenoso periférico en la vena de la oreja.
- Para confirmar la permeabilidad del catéter intravenoso periférico, lavar el catéter con 1-2 ml de estéril al 0,9% de solución salina. Administrar inyecciones en bolo de propofol (5 mg / kg) y fentanilo (10 g / kg). Con posterioridad a la administración de la inyección en bolo enjuagar el catéter intravenoso por segunda vez usando 1-2 ml de estéril al 0,9% de solución salina.
- Coloque jeringas con propofol (10 mg / ml) y fentanilo (10 g / ml) en dos bombas de infusión de jeringa separadas. Conectar los tubos de IV de las dos bombas de jeringa a una llave de paso de tres vías unirse infusiones en una sola línea que está conectado al catéter intravenoso. Iniciar la infusión IV continua de propofol (4-12 mg / kg / hr) y fentanilo (10 g / kg / hr). Una vez infusiones continuas se están ejecutando, no le dé más inyecciones en bolo de propofol y fentanilo.
- Suspenda la administración de la anest gas sevofluranohesia.
- Inyectar bencilpenicilina procaína (15.000 UI / kg) por vía subcutánea o intramuscular según las directrices locales para la profilaxis antibiótica. Repita todos los días. El vídeo muestra la administración sc, que en los lechones se ha demostrado que el resultado en una mayor concentración en plasma y la vida media más larga en comparación con la administración IM.
- Aplique un ungüento lubricante ocular para prevenir la sequedad de los ojos. Tire del párpado inferior hacia abajo suavemente para formar una abertura de bolsa. Coloque una pequeña cantidad de pomada en el interior del bolsillo. Cerrar los ojos a distribuir pomada. Compruebe si hay sequedad por hora y volver a aplicar cuando sea necesario.
- Iniciar una infusión a velocidad continua de dextrosa al 5% / 0,45% de NaCl iv a 10 ml / kg / hr. Reducir la tasa de 5 ml / kg / h durante y después de la hipoxia. Ajuste la velocidad de infusión para mantener los niveles de glucosa en sangre entre 2-10 mmol / L.
Figure 1. Equipo para la anestesia y la intubación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
3. La intubación y ventilación
- Preparar el equipo necesario para la intubación (Figura 1): bromuro de rocuronio (1 mg / kg) para la relajación muscular, una eslinga (atar ambos extremos de la misma cuerda de nylon 4 mm entre sí para formar un círculo como se representa en la figura 1) para abrir la boca, una punta de algodón hisopo y laringoscopio veterinaria con hoja recta, aerosol xilocaína (100 mg / ml), varios tubos endotraqueales con manguito de tamaño (tamaños de 3,0 mm, 2,5 mm, 2,0 mm), 500 ml bolsa autoinflable (válvula de la bolsa enmascarar) para la ventilación, 2 ml jeringa para inflado del manguito y estetoscopio.
- Intubate siguiendo los pasos a continuación:
- Lugar de lechones en la posición supina apoyar el cuello de cada lado para asegurar una recta pas laríngeossabio para la intubación.
- Estimar la longitud del tubo endotraqueal midiendo desde la punta del hocico hasta la horquilla esternal (por lo general alrededor de 13 cm).
- Lugar eslinga alrededor de la mandíbula superior (boca abajo) y mantenga la mandíbula inferior y la lengua hacia arriba para mantener la boca abierta.
- Administrar bromuro de rocuronio (1 mg / kg) iv para inducir la relajación muscular.
- Utilice laringoscopio para levantar la lengua hacia arriba.
- Utilice el hisopo de algodón con punta para liberar epiglotis largo del lechón, que puede estar en retroversión, ya sea en el esófago o atrapado detrás del paladar blando.
- Avanzar laringoscopio para mantener la epiglotis levantado en contra de la base de la lengua que permite la vista de los cartílagos aritenoides y las cuerdas vocales.
- Aplicar por pulverización xilocaína (100 mg / ml) por vía tópica en la laringe para evitar los espasmos laríngeos.
- Avanzar tubo endotraqueal a través de las cuerdas vocales. Use un movimiento de rotación para facilitar el paso de los estrechos cartílagos traqueales. Alojamiento tubo Avancerding a la distancia previamente medida y conectarse a una bolsa autoinflable (bolsa máscara válvula) para la ventilación manual. Para ayudar a reducir la fricción durante la intubación rociar el tercio distal del tubo endotraqueal con spray xilocaína.
- Para confirmar la colocación del tubo endotraqueal correcta: observar para cualquier indicación de dificultad para respirar, ausculate el pecho para escuchar la entrada de aire bilateral en ambos pulmones, confirmar visualmente la presencia de condensación en el aspecto proximal del tubo endotraqueal, y verificar la presencia de final de carbono de las mareas dióxido de con un detector de dióxido de carbono colorimétrica o por espiratorio CO 2 lectura en el ventilador mecánico si está disponible. Final normal de dióxido de carbono de las mareas es de alrededor de 5%. Un valor superior a 2% junto con una forma de onda de apariencia normal confirmará que el tubo endotraqueal es en la tráquea.
- Inflar el manguito del tubo endotraqueal para evitar la aspiración. La presión de inflado del manguito debe ser inferior a 25 cm H 2 O para evitar el daño isquémico al tejido circundante. Sosteniendo el tubo endotraqueal en su lugar, enrollar un trozo de cinta alrededor del tubo, cerrar la mandíbula y continuar grabando alrededor del hocico para asegurar el tubo en su lugar. Tire suavemente del tubo para asegurar que se mantenga en su lugar.
- Conecte el tubo endotraqueal a ventilador mecánico.
- Ajustar la configuración de ventilador: ventilación controlada por volumen, volumen corriente (TV): 10 ml / kg [o la presión inspiratoria pico (PIP) de 15 cm con ventilación controlada a presión]. La presión positiva al final de la espiración (PEEP): 5 cm. Relación I: E 1: 2. Frecuencia respiratoria: 35 (ajustar la velocidad para mantener final de la espiración de CO 2 entre 4.5 a 5.5 kPa).
4. Seguimiento y Cuerpo de muestreo de fluidos
Figura 2. Equipo para monitoreo.ank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Preparar el material necesario para el seguimiento (Figura 2): cinta adhesiva, lubricante estéril, sonda para medir la temperatura rectal continuo, electrocardiograma (ECG) electrodos, electrodos oxímetro de pulso, afeitar, y EEG.
- Coloque la sonda de saturación en una pata trasera, lubricar la sonda de temperatura rectal e inserte 6 cm en el recto, coloque el calentador radiante sobrecarga y / o un colchón de aire inflable climatizada para mantener la temperatura rectal a nivel fisiológico de 38,5 a 39 ° C, y el lugar de ECG electrodos.
- Coloca los lechones en la posición prona para afeitar áreas de 1 cm x 1 cm para la colocación de electrodos EEG aguja subcutáneos; una delante de cada oreja, y el electrodo de referencia en la línea media, justo detrás de los ojos. Limpie el sitio de electrodo con un algodón con alcohol, luego inserte el electrodo de aguja por vía subcutánea. Electrodos Asegure con cinta adhesiva y el retorno de los lechones a la po supinasición.
- Encienda el monitor aEEG.
NOTA: La amplitud integrado EEG consiste de una traza denso, con márgenes superior e inferior. Márgenes inferior y superior en este modelo son típicamente 15 a 50 mV, a menudo más altos que los observados en los lactantes. Durante la hipoxia es importante señalar, que el artefacto de ECG puede elevar falsamente la traza aEEG. Medicamentos (bolo de propofol o fentanilo) también pueden suprimir transitoriamente la traza aEEG y deben evitarse si es posible durante el experimento. La administración de fármacos y eventos clínicos se debe marcar para facilitar la interpretación de la traza aEEG.
- Preparar el equipo necesario para la colocación de catéteres umbilicales para el monitoreo de la presión arterial central y tomar muestras de sangre (Figura 3): guantes estériles, drapeado estéril, bisturí, algodones con alcohol, toallitas estériles, catéter de la vena umbilical (5 Fr), catéter en la arteria umbilical (3,5 Fr ), sutura conjunto con pinzas, fórceps curvos micro, tijeras, porta agujas y suturas (por ejemplo, el tamaño 3-0), parche adhesivo transparente, 5 ml jeringas para toma de muestras de sangre.
Figura 3. Equipo para líneas umbilicales y toma de muestras de sangre. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Esterilizar y cubre el área alrededor del ombligo. Utilice un bisturí para cortar el cordón umbilical tan cerca de la piel como sea posible. Si esto no expone los vasos umbilicales en el lechón anestesiado, cortar la piel umbilical 2 mm por debajo del cordón umbilical para exponer los vasos. Identificar las dos pequeñas arterias umbilicales y el más grande de la vena umbilical (Figura 4).
- Utilice unas pinzas curvas micro para dilatar la arteria (Figura 4) e insertar el catéter arterial umbilical(3,5 Fr). Estimación longitud de inserción en cm a 3 x peso (kg) + 10 (fórmula empírica basada en la colocación correcta en la aorta descendente por encima de las arterias renales en la autopsia).
- Coloque un segundo catéter de 5 Fr 5 cm en la vena umbilical (Figura 4). Compruebe la colocación del catéter intravascular por el retorno de la sangre. Catéteres seguros mediante la colocación de una sutura en bolsa de tabaco alrededor del ombligo, pasan la sutura termina alrededor de cada uno de los catéteres umbilicales y haga un nudo. Cubra catéteres con apósito adhesivo transparente.
- Recoger muestras de sangre en puntos de tiempo pre-especificado: 1) inmediatamente antes de la hipoxia, 2) 30 min en insulto hipóxico 3) al final de la 45 min hipóxico insulto 4) 2 horas después de insulto hipóxico. Dependiendo del propósito del experimento otros puntos de tiempo para las muestras de sangre se puede elegir.
- Utilice el análisis de gases en sangre arterial a partir de muestras de sangre tomadas durante la hipoxia para verificar los cambios de gases sanguíneos causados por la hipoxia-isquemia (Tabla 1). Tenga en cuenta que los lechones tienen hemoglobina baja unt nacimiento (alrededor de 8 g / dl) y puede llegar a ser anémica de toma de muestras de sangre frecuentes. Retirar menos de 2 ml de sangre / kg de peso corporal por sorteo, a menos de 5 ml de sangre / kg de peso corporal dentro de 24 h y se adhieren a las directrices locales para el muestreo de sangre. Los signos de la anemia incluyen la disminución del hematocrito y taquicardia.
- Conecte línea arterial a un monitor de vigilancia continua de la presión arterial intra-arterial (PAM). Utilice vía venosa para la administración de líquidos y fármacos.
Figura 4. Los buques umbilicales. Vena umbilical (derecha) y una de las dos arterias umbilicales (izquierda). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
5. La hipoxia
- Espere 60 minutos después de terminar el monitoreo. Inducir la hipoxia por el cambio a un 4% de O 2 N2 mezcla de gases. Monitorear los parámetros vitales y aEEG estrechamente y continuar la hipoxia durante 45 minutos.
- Una vez que la traza aEEG es plana (margen superior <7 mV), ajuste la oxigenación mediante la alteración de la fracción de oxígeno inspirado (FiO 2) y la presión media de la vía aérea con el más alto nivel de FiO2 mantener una traza plana aEEG de acuerdo con el diagrama de flujo mostrado en la figura 5. Trate de PAM por debajo del 70% de la línea de base durante al menos 10 minutos y si es necesario FiO 2 inferior para asegurar hipotensión e isquemia. El nivel de hipotensión descrito previamente se ha demostrado por otros 19,13,30 para producir lesión cerebral hipóxico-isquémica relevante.
- En caso de hipotensión grave (PAM <25 mm Hg) a tratar por etapas como sigue: aumentar brevemente FiO 2 por 1-5%, bolo de solución salina (10 ml / kg), la infusión de dopamina (5-20 mg / kg / min), y la infusión de noradrenalina (20 ng-1 g / kg / min).
- En caso de convulsiones que duran> 10 min (clónicas, tónicas or crisis mioclónicas, típicamente focal o como se indica por cambios repentinos en aEEG amplitud) tratan por etapas con (permitiendo 30 min antes de proceder a la siguiente inyección): lenta en bolo iv de fenobarbital 20 mg / kg, iv repetir fenobarbital 20 mg / kg, y midazolam iv 0,5 mg / kg.
- Si las convulsiones se desarrollan y son insensibles a la eutanasia terapia con medicamentos está indicado.
Figura 5. La hipoxia-isquemia diagrama de flujo. Diagrama de flujo que muestra los ajustes en la oxigenación (F i O 2 y P aw) de acuerdo a la respuesta aEEG. La presión de la vía aérea (P aw) La media se ajusta cambiando PIP / TV (menor PIP da menor aw P) y la frecuencia respiratoria (RR menor da menor aw P). Objetivo aEEG = margen superior de la traza <5 mV y menor margen de traza> 3 mV (promedio 4 mV). Objetivofrecuencia cardíaca (FC) => 80. Objetivo presión arterial media (PAM) = PAM> 25. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Supervivencia 6. 72 horas
- Monitorear el lechón de cerca después del insulto hipóxico, y reducir gradualmente las tasas de infusión de propofol y fentanilo. Retirar la intubación en el punto en el que el animal está respirando voluntariamente.
- Durante el período de supervivencia, mantener lechones en un centro de animales con el reloj de 24 horas por personal especializado en cuidados intensivos y el seguimiento. Administrar las infusiones de glucosa iv 20 ml / kg por hora 2-3. En 26 a 48 horas después de la hipoxia-isquemia parcial con biberón de alimentación puede ser iniciada. La aspiración a la tráquea y los pulmones puede ocurrir por la alimentación con biberón si el reflejo nauseoso no está presente.
- Si es relevante para el experimento, evaluar el estado neurológico usando el sistema de puntuación desarrollado por Thoresen et al., Se describe endetalle en la publicación original 17.
Evaluación 7. Resultado
- Después de 72 horas, anestesiar y ventilar de nuevo como se describe en la sección 2 y 3. Realice Imagen de resonancia magnética con técnicas de imagen pertinentes descritos por Munkeby et al 31 y 2 otros.
- Al final del experimento la eutanasia a los lechones con una dosis letal de pentobarbital (5 g / kg iv).
- Preparar el cerebro para su examen de acuerdo con el objetivo del experimento.
- Para la histología cerebral en tejido fijado con formalina:.. Utilizar la perfusión cardiaca con 4% de paraformaldehído en PBS, seguido por disección y post-fijación en paraformaldehído como se describe por Robertson et al 2, Chakkarapani et al 1 o Liu et al 18 o quitar el cerebro y sumergirse en 4% de paraformaldehído como se describe por Andresen et al. 32
- Para el análisis que requiere el tejido-snap congelado (por ejemplo, ARNensayos de actividad de análisis o de la enzima 33):. Retire el cerebro, diseccionar las regiones cerebrales de interés y complemento de congelación bloques de tejido de un máximo de 1 cm x 1 cm de nitrógeno líquido como se describe por Munkeby et al 33
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Representative Results
Los efectos de la hipoxia-isquemia en el cerebro que ocurren durante el insulto inducida se documentan mediante el registro de la huella aEEG. Un representante aEEG traza se muestra en la Figura 6.
Figura 6. Representante aEEG rastro. Baja amplitud debido a la hipoxia-isquemia. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Los valores extremos de pH, exceso de base, y el lactato durante la hipoxia se registran junto con la frecuencia cardíaca y la presión arterial. Puntuación neurología clínica se lleva a cabo 17. Los datos de un animal de experimentación con una duración de 38 min de baja amplitud aEEG y un insulto que lleva a HIE con pH bajo y la hipotensión relativa, se muestran en la tabla 1.
| aEEG <7uV (min) | bajo pH durante insulto | Base exceso de baja durante el insulto | Alta de lactato durante el insulto | PAM basal | MABP alta | MABP baja | HR alta | HR baja |
| 37.5 | 6.93 | -19.80 | 19 | 48 | 72 | 33 | 219 | 162 |
Tabla 1. Datos fisiológicos representativos. Por un cerdito con 38 min de aEEG <7 mV los valores extremos de pH, exceso de base, lactato, frecuencia cardíaca (FC) y la presión arterial (PAM) dentro de los 45 min de la hipoxia se enumeran.
MRI en 72 hr puede revelar lesiones en función de las modalidades utilizadas. La figura 7 muestra una imagen de MRI ponderada T2 con lesión hipóxico-isquémica.
Figura 7. Representante T2 ponderado RM imagen. Imagen-T2 wighted en plano axial, 72 horas después de la hipoxia-isquemia. Intensidad de la señal normal en el mesencéfalo, protuberancia y bulbo raquídeo. Difuso intensidad de la señal anormal en toda la sustancia blanca de ambos hemisferios. La RM potenciada en T2 muestra lesiones correspondientes a difundir miocardio isquémico. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Tinción H & E muestra la lesión neuronal como se ve en hematoxilina y eosina. Diferentes grupos han publicado varios sistemas de puntuación para cuantificar el grado de lesión histológica en cualquiera de una escala de intervalo de 0-4 0,5 17 o una escala de 0-9 para 5 diferentes regiones del cerebro con una puntuación máxima de 45 lesión 13.
Figura 8. histopatología Representante. Imagen de microscopio de luz con hematoxilina y eosina. Neuronas dañadas son eosinofílica con un pequeño núcleo (flechas). La imagen fue capturada a 200 aumentos. La barra de escala = 50 micras. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Resultado esperado del modelo: estudios publicados previamente utilizando modelos comparables haber resultado en aproximadamente el 20% de lechones muertos, 10% sin lesiones y 70% sobreviven con lesión cerebral 19. Estos estudios se correlacionan bien con nuestros resultados. Se manifiesta de múltiples lesiones de órganos por 1) acidosis lactato 2) anuria (daño renal) 3) hipotensión (lesión cardiaca isquémica) y puede ser verificada mediante inspección visual y la histopatología de los órganos post mortem. En este modelo, la disfunción cardíacase ha demostrado por el aumento de la troponina T cardiaca y lesiones isquémicas en el examen cardíaco 18. Los signos clínicos de encefalopatía pueden ser cuantificados por puntuación neurológica e incluyen cambios en la respiración, la conciencia, orientación, senderismo, el tono, el nivel de actividad, la succión, la vocalización y la presencia de movimientos patológicos como se describe por otros 17.
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Discussion
Debido a su complejidad, el modelo descrito sólo puede implementarse en instalaciones acreditadas y con experiencia en la investigación con animales. La aprobación por los comités de ética locales debe obtenerse antes de la iniciación de los experimentos, y el bienestar óptimo de los animales debe garantizarse en todo momento. A medida que el modelo se basa en la supervivencia de los animales de ensayo, es importante que un ambiente estéril se mantiene durante procedimientos invasivos para prevenir las infecciones.
La elección de la anestesia es importante ya que la mayoría si no todos los fármacos anestésicos tienen potenciales propiedades neuroprotectoras. Las diferencias en los resultados entre los modelos publicados anteriormente puede haberse debido en parte a las diferencias en los anestésicos utilizados, tales como halotano o propofol 17,19. Este es un punto que rara vez se refirió a en la literatura, como la anestesia no se puede omitir y hay una escasez de pruebas que sería aplicable a este modelo. Nuestro enfoque pragmático es utilizar tan sólo diferent anestésicos como sea posible, que es el sevoflurano se utiliza solamente brevemente, a continuación, en propofol y fentanilo se infunden continuamente. En nuestros experimentos bolos medicamentos afectan a la aEEG transitoriamente, mientras que permanece dentro de los límites especificados para la infusión continua no lo hace. Al probar tratamientos neuroprotectores sesgo se evita utilizando un diseño de ensayo aleatorio.
El paso más crítico en el modelo es creación del insulto hipóxico-isquémica, ya que el objetivo principal es inducir un moderado a grave insulto hipóxico-isquémica, mientras que al mismo tiempo, garantizar la supervivencia de los animales. La calidad única de este modelo HIE es la capacidad para adaptarse a las diferentes respuestas biológicas a la hipoxia de animal a animal. La titulación de la entrega de oxígeno a la más alta posible fracción resultante en un deprimido aEEG (<7 mV), permite realizar ajustes de acuerdo a cada individuo a la tolerancia piglet's hipoxia, lo que garantiza una tasa de supervivencia alta combinada con la máxima neurologlesiones ical 19. La duración de la traza plana aEEG durante la 45 min de hipoxia debe compararse con el grado de lesión histopatológica para la evaluación y optimización de la gravedad de la lesión. Otros investigadores que utilizan el modelo, se han clasificado de manera similar al insulto hipóxico-isquémica de leves a severos, dependiendo de la duración de la supresión aEEG. Como ya se ha demostrado que las convulsiones en este modelo que se correlaciona con la gravedad de la lesión cerebral en la histopatología 17 con poco potencial de tratamiento, se recomienda un nivel de gravedad hipoxia-isquemia no producir convulsiones.
La mayoría de los estudios que utilizan el modelo de HIE lechones incluyen 10 minutos de baja PAM (PAM <70% de la línea de base) 19. Björkman et al. encontró que si la entrega de oxígeno varió durante la hipoxia, el grado de lesión cerebral era independiente del periodo de tiempo MABP estaba por debajo de 35 mm Hg 19. Experiencias piloto realizadas al establecer el modelo actual HIE, reveló que sustained hipotensión donde PAM fue inferior a 25 mm Hg se asoció con lesión cerebral grave y rastrear de forma permanente plana aEEG. Por lo tanto, la respuesta inmediata a la hipotensión severa debe asegurarse para evitar extensa isquemia cerebral seguida de muerte cerebral.
El período posterior a la hipoxia es también crítico. Muchos estudios anteriores han reoxigenada animales de estudio mediante el uso de 100% de oxígeno, que se conoce a exacerbar la lesión cerebral.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Warm-touch-pediatric blanket | Covidien | 5030840 | |
| Adhesive Apertrue Drape | Barrier | 915447 | |
| Utility Drape (sterile) 75x80 cm | Barrier | 800530 | |
| Neoflon | BD - Luer | 391350 | |
| Laryngoscope | Miller | 85-0045 | |
| Endotracheal tube 2.5 mm | Covidien | 111-25 | |
| Endotracheal tube 3.0 mm with cuff | Unomedical | MM61110030 | |
| Endotracheal tube 3.5 mm with cuff | Unomedical | MM61110035 | |
| Anesthesia machine | GE Healthcare | 1009-9002-000 | |
| EEG - electrodes/disposable subdermal needle electrode | Cephalon | ACCE120550 | |
| ECG - electrodes | medtronic | 3010107-003 | |
| ECG-electrodes for MR | philips | ACCE120550 | |
| Arterial blood sampler - aspirator | Radiometer medical ApS | 956552 | |
| Polyurethane Umbilical vein catheter (5 Fr/Ch) | Covidien | 8888160341 | |
| Polyurethane Umbilical vein catheter (3,5 Fr/ch) | Covidien | 8888160333 | |
| Suture set (size 3-0) | Covidien | 8886 623341 | |
| BD Spinal needle 0.7x38mm | BD needles | 405254 | |
| Gas with 96% Nitrogen / 4% oxygen | Air Liquide | made on order | |
| NeuroMonitor (CFM) system | Natus Medical Incorporated | OBM70002 |
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