Abstract
Acid Pneumonitis ist eine Hauptursache für sterile akuten Lungenschädigung (ALI) beim Menschen. Säure Pneumonitis erstreckt sich über die klinische Spektrum von asymptomatischen zu akutem Atemnotsyndrom (ARDS), durch neutrophile Alveolitis gekennzeichnet, und die Schädigung sowohl Alveolarepithels und vaskuläre Endothel. Klinisch ARDS wird durch akute Hypoxie, bilaterale fleckige Lungeninfiltrate und nicht-kardiogene Lungenödeme definiert. Studien am Menschen haben uns mit wertvollen Informationen über die physiologischen und entzündlichen Veränderungen in der Lunge von ARDS verursacht, die zu verschiedenen Hypothesen über die Untergebener Mechanismen geführt hat. Leider haben Schwierigkeiten der Bestimmung der Ätiologie von ARDS, sowie eine breite Palette von Pathophysiologie in einem Mangel an kritischer Informationen geführt, die bei der Entwicklung von therapeutischen Strategien nützlich sein könnte.
Translational Tiermodelle sind wertvoll, wenn ihre Pathogenese und Pathophysiologie genau Reprodukea Konzept in sowohl in vitro als auch klinischen Umgebungen erwiesen. Obwohl Großtiermodellen (zB Schafe) Aktien Eigenschaften der Anatomie des menschlichen Trachea-Bronchialsystem, murine Modelle bieten eine Vielzahl weiterer Vorteile , darunter: niedrige Kosten; kurze Fortpflanzungszyklus Kreditvergabe selbst zu einer größeren Datenerfassung; ein gut verstanden immunologisches System; und ein gut charakterisiertes Genom führt zu der Verfügbarkeit einer Vielzahl von Gendeletion und transgenen Stämmen. Ein robustes Modell mit niedrigem pH-induzierten ARDS erfordert eine murine ALI, die vor allem die Alveolarepithels abzielt, in zweiter Linie das vaskuläre Endothel, sowie die kleinen Atemwege zu den Alveolen führt. Weiterhin ist eine reproduzierbare Verletzungen mit großen Unterschieden zwischen den verschiedenen schädlichen und nicht schädigenden Beleidigungen ist wichtig.
Die murine Magensäure Aspiration hier vorgestellte Modell mit Salzsäure verwendet einen offenen Tracheotomie und erschafft eine pathogene Szenario, das den niedrigen pH-Wert pneumon reproduziertitis Verletzungen beim Menschen. Darüber hinaus kann dieses Modell verwendet werden Wechselwirkung eines niedrigen pH - Beleidigung mit anderen Lungen schädigenden Einheiten zu untersuchen (zB Nahrungsmittelpartikel, pathogene Bakterien).
Introduction
ARDS ist durch weit verbreitete Lungenentzündung gekennzeichnet und ist klinisch als akute Atemnot mit Hypoxämie gesehen. Diese Symptome treten oft weniger als 24 h nach einer Anstiftung Ereignis wie Trauma, Sepsis, Bluttransfusion bedingte Reaktionen oder Aspiration. Es ist gekennzeichnet histologisch durch neutrophile Alveolitis (dh weit verbreitete Entzündung) lokalisiert Alveolarepithels und vaskuläre Endothel führt zu Protein Leckage und anschließend hyaline Membranbildung. Aspiration als chemische Pneumonitis oder Aspirationspneumonie kategorisiert. 1 Die saure Komponente des Magen - Aspiration trägt sowohl der Pneumonitis und Vorliebe eine sekundäre bakterielle Lungenentzündung zu entwickeln. Aspirationspneumonie ist einer der wichtigsten Risikofaktoren für ALI und die anschließende Entwicklung von ARDS. 2
Magen-Aspiration ist eine akute Ereignis definiert als das Einatmen von Materialien von ter Magen mit oder ohne oropharyngeale Flora in die Atemwege über die Stimmbänder. Die absaugen Inhalte enthalten niedrigen pH Magen Flüssigkeit, Bakterien, Blut oder Speisereste. Magen-Aspiration tritt häufig bei Patienten in der Intensivstation (ICU), den typischerweise in einem nüchternen Zustand sind und somit auf einem Protonenpumpenhemmer platziert Aspiration von Mageninhalt angesäuerten zu begrenzen. Die Inzidenz von ALI auf der Intensivstation Bevölkerung in den USA ist von 2,5 bis 5-mal höher im Vergleich zu der allgemeinen Patientenpopulation. 3 Leider führen diese Prädisposition oft in einen Zustand der bakterielle Überwucherung im Magen , die zu schweren Folgeerkrankungen in der Lunge nach einer Aspiration Ereignis führen können, wie Magen - Aspiration ist ein unabhängiger Risikofaktor für die Entwicklung von sekundären bakteriellen Pneumonie (SBP) , ALI und ARDS.
Magen-Aspiration hat zwei Hauptkomponenten: Salzsäure und Mageninhalt, die Bakterien können oder nicht enthaltenoder Speiseteilchen. Im Nagetiermodell erzeugt die Säurekomponente allein von Magen-Aspiration eine anfängliche Entzündungsreaktion als Folge der direkten ätzende Verletzungen von niedrigem pH-Wert auf Luftwegsepithel. Dies wird durch eine neutrophile Infiltration gefolgt und eine Entzündungsreaktion bei 4 - 6 h. 4 Diese beiden Faktoren letztlich zur Zerstörung der pulmonalen mikrovaskulären Integrität führen somit zu Austritt von Flüssigkeit und Proteinen in Alveolen und Atemwege führen. Um diese Pathophysiologie verstehen und weitere mögliche therapeutische Interventionen zu untersuchen, ist es wichtig, ein Tiermodell zu entwickeln und zu charakterisieren, die die zugrunde liegenden Mechanismen erläutert. Eine saure absaugen allein muss voluminös oder mit einem ausreichend niedrigen pH-Wert sein, um die Pufferkapazität des Atmungs Baum zu umgehen und die Alveolen erreichen. Wenn dies nicht auftritt, nur eine vorübergehende oberen, leitenden airways Verletzung auftritt, die weniger wahrscheinlich an den schweren Folgen von ARDS zu führen. 5 </ Sup>
Um eine Aspirationsereignis genau mit verletzten Alveolarepithels emulieren, ist es wichtig, ein Tier die natürlichen Abwehrkräfte zu umgehen. Mit Hilfe eines Maus Aspiration Modell ein ALI zu erzeugen, die die Magensäure Verletzungen bei Menschen gesehen imitiert, muss man für die Unterschiede berücksichtigen in der Trachea-Bronchialsystem. Die offene Tracheostomie Technik, die dieses Verfahren verwendet, umgeht die Unterschiede zwischen den murinen und humanen respiratorischen Bäume und Modelle der Verletzung in einer Weise, die ALI sowohl physiologisch als auch histologisch reproduziert. Historisch wurde die intratracheale Intubation verwendet ALI zu erzeugen, aber es ist schwierig angesehen wird bei Mäusen ohne Larynx-Verletzungen durchzuführen. Daher bietet dieses Verfahren eine mögliche Alternative, die konsistente Ergebnisse über mehrere Forscher und mit minimalen Verfahren zurückzuführen Sterblichkeit geführt hat.
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Protocol
Alle Materialien und Geräte müssen gesammelt werden und ausreichend vor dem Verfahren organisiert. Das Verfahren ist von einem Schritt zum nächsten, um eine nahtlose Übergänge durchgeführt werden, konsistente, reproduzierbare Daten zu liefern. Dieses Protokoll folgt institutionelle Politik festgelegt von der Institutional Animal Care und Use Committee an der Buffalo Veterans Affairs Medical Center.
HINWEIS: Sowohl männliche als auch weibliche C57BL / 6-Mäuse für dieses Protokoll verwendet wurden. Es gibt keinen signifikanten Unterschied von Albumin eine Leckage zwischen Geschlechtern.
1. Salzsäure Vorbereitung
- Machen 56,2 mM HCl sterile durch Zugabe von 281 ul 1 N HCl auf 4,72 ml steriler normaler Kochsalzlösung (SNS). Titrieren auf pH 1,25 mit 1 N HCl (≈ 0 - 50 & mgr; l).
- Machen Sie diese Zubereitung frisch vor der Verletzung. Wie niedrigem pH-Wert SNS gepuffert ist es nicht die Beleidigung Salzsäure Verletzung sorgt für vergänglich ist.
2. Anästhesie und Trachea-Belichtungstechnik
HINWEIS:Stellen Sie sicher, dass die Verletzung Verfahren wird in einer Abzugshaube mit Holzkohle-Filterung für Anästhesiegas-Spülung durchgeführt. Wartung von sterilen Bedingungen ist wichtig, da dies ein Überleben Chirurgie. Verwenden Sie sterile Handschuhe und sterilisieren alle Instrumente in einer Glasperle chirurgisches Instrument Sterilisator vor an jedem Tier zu Chirurgie. Die Verwendung von Vorhängen die Operationsstelle zu isolieren, wird empfohlen, die Sterilität aufrechtzuerhalten. Verwenden Sie Isofluran als Narkosegas, da es eine relativ niedrige Blutgas Löslichkeit ermöglicht eine schnelle Einleitung der Narkose der Verletzung folgt, sowie eine schnelle Wiederherstellung bietet.
- Beginnen Sie mit der Anästhesie in einer Kammer mit 2,75% Isofluran in Sauerstoff mit Strömungsgeschwindigkeit von 2 l / min zu induzieren.
- Sobald die Maus ausreichend (nicht mehr auf Zehen kneifen stark genug, um die Haut nicht zu brechen oder tiefe Gewebeschäden verursachen) anästhesiert wird, die Aussetzung der Maus durch den höheren Schneidezähne mit einer 15 cm Länge von 1-0 geflochtenen Seidennaht in Rückenlage auf einem 60 o Neigung Dissektion Bord. </ Li>
- Stellen Sie sicher, dass der Anästhesie wird während der Operation gewartet von Isofluran durch einen Nasenkegel liefern. Bewerben Veterinär Salbe auf Auge des Maus Trockenheit zu verhindern.
- Shave den ventralen Teil des Halses mit einem elektrischen Trimmer und gelten topische antiseptische Lösung (dh PVP-Jod). Entfernen Sie überschüssiges Antiseptikum mit Gaze und trocknen lassen (~ 15 - 30 s).
- Infiltrieren Sie die Mittellinie des Halses von der sternalen Kerbe unteren Teil des Kiefers mit 100 & mgr; l 0,5% Bupivacain (um prä-, peri- und postoperativen Analgesie).
- Machen Sie eine 1-1,5 cm Längsmittelschnitt in den Hals mit einem Skalpell oder gebogenen feinen Schere. Dringen die Faszien-Membran zwischen den Speicheldrüsen durch stumpfe Dissektion mit zwei gekrümmten gezackten Zange in die Trachea zu belichten (durch die weißen Knorpelspangen identifiziert).
- Immer noch die 2 Fächer einer Pinzette, einer Seite der paratracheal Muskulatur erfassen und ihn zur Seite zu ziehen, während zwischen dem Mus SezierenCLE Fasern in Längsrichtung neben der Trachea.
- Sobald Dissektionsfläche etabliert, auch weiterhin die paratracheal Muskel Einfahren als das zweite Paar der Zange unter der Luftröhre gearbeitet wird. Verwenden Sie diese Zange 15 cm Strang von 1-0 geflochtenen Seidennaht platziert in die Spitze der Zange und ziehen durch die Naht hinter der Trachea zu platzieren.
3. intratracheale Instillation Verfahren
- Bereiten Sie die Verletzungs Instillation Spritze durch eine 0,5-ml-Spritze mit einer 22 G-Nadel mit 0,2 ml Luft, gefolgt von 3,6 ml / kg Salzsäure befestigt füllt. Die Luft wirkt in Dispersion des Fahrzeugs zu unterstützen, sowie eine alveoläre Rekrutierungsmanöver für die Alveolen, die während der Anästhesie Verabreichung Atelektase laufen haben kann.
HINWEIS: Beachten Sie die örtlichen IACUC Richtlinien in Bezug auf die postoperative Analgesie und wenden Sie sich an Ihren örtlichen Tierarzt. Seien Sie vorsichtig, keine Analgetika mit mit entzündungshemmenden Eigenschaften vor beschäftigening dieses Modell der sterilen Lungenverletzung. - Um die Verletzung zu verwalten, zuerst Isofluran Verwaltung einzustellen. Erlauben Maus der Narkosetiefe etwa 10 steigen - 15 s, bis sie zu einer Pinzette toe pinch zu reagieren beginnt.
- Unmittelbar Einträufeln Schritte Verletzungs beginnen. Wenn der Narkosetiefe zu tief ist, wird das Tier nicht spontan nach einer Verletzung Einträufeln atmen, die Salzsäure enthält Verletzungen besonders wahr ist.
- Haben Sie ein Assistent den Brustkorb drücken Vitalkapazität zu vertreiben.
- Verwenden Sie das 1-0 geflochtenen Seidennaht platziert zuvor um die Trachea Traktion zu bieten , indem sie kranial ziehen und legen Sie Spritzennadel in Luftröhre zwischen dem 1. und 2. Knorpelringe unterhalb des Larynx. Die Nadel Abschrägung sollte der Operateur und vorab Gesicht, bis die Abschrägung nur über die Luftröhre mit der Nadel als parallel mit der Trachea wie möglich ist.
- Lassen Sie die Brust kurz vor BolusgabeSalzsäure, um Dispersion und Ablagerung in den distalen Atemwege und Alveolen zu gewährleisten. Kaution den Bolus in etwa 0,5-0,75 s. Halten der Nadel in die Luftröhre bis die erste spontanen Atemzug genommen wird, um sicherzustellen, dass die gesamte Verletzungs Bolusvolumen in die Lungen inhaliert wird.
- Schließen Schnitt entweder 1 mit - 2 Hautklammern oder Nähte.
4. Wiederherstellungs
- Mit einem 5-ml-Spritze mit einer 26 G-Nadel, injizieren 1 ml SNS subkutan in Genick Hals für Flüssigkeitszufuhr. Obwohl es minimal während des Verfahrens Fluidverlust ist, neigt der Maus nach der Operation nicht zu trinken und potentiell dehydrieren kann. Alternativ liefern SNS über eine intraperitoneale Injektion.
- Bewegen Sie die Maus in beheizten Kammer bei 37 ° C perfundiert mit 100% O 2. Stellen Sie sicher, dass die Maus angemessen wieder in platziert gewonnen Gehäuse, bevor sie. Überwachen Tiere und nicht unbeaufsichtigt lassen während dieser Zeit, bis die ambulante und vollständig recovered.
5. Bronchiallavage und Lungenverarbeitung
- Induce und Isofluran-Narkose erhalten, wie beschrieben in Schritt 2.1 und Schritt 2.2. Bestätigen angemessene Ebene der Anästhesie toe Prise Methode in Schritt 2.2 beschrieben ist.
- Sichern Sie sich einen Rückenlage auf einer Sezieren Bord in und eine Schleife von 1-0 geflochtenen Seidennaht auf den höheren Schneidezähne verhakt verwenden, um den Hals verlängern. Bewerben Veterinär Salbe auf die Augen Trockenheit zu verhindern.
- machen die Haut am Hals Heftklammern Nach dem Entfernen einer Mittellinie Längsschnitt durch die Haut von der unteren Bauchwand durch den vorherigen Halsschnitt zum Unterkiefer mit einer Schere.
- Machen Sie einen Mittelschnitt in der Bauchmuskulatur mit einer Schere und ziehen sich die Bauchorgane mit Schwämmen den Retroperitonealraums zu belichten. Wenn Blut benötigt wird, sammeln aus der Bauchaorta oder untere Hohlvene an dieser Stelle.
- Euthanize das Tier über Ausbluten durch die Abdom Trenneninal Aorta und untere Hohlvene. Durch den Einsatz wird ein bilaterales Thorakotomie im folgenden Schritt eine sekundäre Bestätigungsverfahren Euthanasie artgerecht von IACUC Richtlinien festgelegt werden abgeschlossen.
- Perforieren der Membran Lungenkollaps verursachen. Dann unter Verwendung von Knochenschere, weggeschnitten, um die Membran und Schnitt durch den Brustkorb parallel zu und auf beiden Seiten des Brustbeins zu schneiden. Verwenden einer Verriegelungs hemostat die sternal Klappe zurückzuziehen die Lungengefa zu erleichtern Injektion 5 ml warmem (37 ° C) Hanks Balanced Salzlösung mit Calcium und Magnesium in den rechten Ventrikel zu spülen.
- Da das Blut aus der Aorta erhalten peripheren Cytokinspiegel vor dem Verfahren in diesem Papier beschrieben zu bewerten, machen einen kleinen Schnitt in der linken Ventrikels notwendig Abfluss zu schaffen für Blut in den Kreislauf ausreichend spülen die Lungengefäße zu verlassen, wenn kein Blut zu erhalten .
- Prop die Dissektion Bord zu einer 60 ° Neigung und verwenden the Verfahren in Schritt 2.2 beschrieben eine 20 G Einsetzen zu erleichtern x ½ "Edelstahlkanüle in die Trachea und sicher mit einer 1-0 Naht.
- Legen Sie die Dissektion Bord horizontal und führen Sie eine Bronchiallavage (BAL).
- Zur Durchführung der BAL befestigen zwei 5-ml-Spritzen auf eine 3-Wege-Hahn. Füllen Sie eine Spritze mit 5 ml SNS und Schraube in den Hafen von Hahn. Bringen Sie eine leere 5 - ml - Spritze zu einem 2. Port und schließlich Verbinden offenen Port von Hahn an den inner Trachealkanüle gelegt in Schritt 5.6. Instill 1 ml NS in die Lunge und Spülung mit zweite Spritze.
- Wiederholen Sie dies für 5 insgesamt 1 ml NS instillations vorsichtig, dass die Trachealkanüle bleibt gesichert und parallel zu der Luftröhre, so dass es nicht in die Luftröhre nicht abreißt.
- Für die histologische Analyse, kanülieren die Luftröhre, wie in Schritt 5.7. Befestigen Sie die Lungen von mit 10% neutral gepuffertem Formalin bei 20 cm H 2 O für 24 h Insufflation.
- Entfernen Sie jede Lungenlappen Töully Schere und Pinzette Bronchus in der Nähe des Nabels durch Durchtrennen. Platzieren Sie jede Lungenlappen (5 insgesamt) in einer Histologie Kassette vor in Paraffin eingebettet wird. Schneiden 5 & mgr; m Gewebeschnitten mit einem Mikrotom und Fleck mit Hämatoxylin und Eosin histologischen Standardtechniken. 6 Morphometrie können auch auf die histologischen Objektträger durchgeführt werden , um die Schwere Entzündung zu quantifizieren. 4
- Verarbeiten des gewonnenen BAL durch bei 4 ° C bei 1.500 × g für 3 min zentrifugiert. Aliquot der zellfreien BAL Stände in äquivalenten Mengen in 2,0 ml Mikrozentrifugenröhrchen für eine spätere Analyse. Bei -80 ° C.
- Analysieren Sie den BAL für Albuminkonzentration mittels ELISA oder einem anderen biologischen Produkt von Interesse. 11 Die pelletierten Zellen aus der BAL mit Wright-Giemsa-Beize für weiße Blutkörperchen Differenzzahlbestimmung gezählt, cytoslide Proben erzeugt, und gefärbt werden , um die Lungen zu beurteilenEntzündungsreaktion.
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Representative Results
Pulmonale Histopathologie des murinen Modell von Säure Aspirationspneumonie
Die Mäuse wurden wie oben beschrieben verletzt und Lungen wurden 24 Stunden nach der niedrige pH - Wert Beleidigung entfernt, geschnitten und H & E gefärbt (Abbildung 1). Nekrotischen Zellen, Verlust der Lungen parenchymal Architektur, Zellen und Trümmer in airspaces und signifikante PMN-Infiltration sind deutlich zu beobachten. Ähnliche klinisch unser Modell führt zu einer heterogenen Verletzung der distalen Lungenlufträume in den Bereichen lückenhaft PMN-Infiltration und fibrinöse Proteinablagerung resultierende Aspiration. Dies ist sehr ähnlich dem Muster histologisch in menschlichen ARDS-Patienten beobachtet.
Albumin Leckage in Airways
Ein Markenzeichen von Säure Aspiration ist eine Leckage von Serumproteinen in die Atemwege. Die severity dieser pathogenen Reaktion auf einen niedrigen pH-Wert alveolar Beleidigung wurde durch Messung BAL Albuminkonzentrationen bestimmt. Albumin - Konzentration in der BAL wurde nach Säure Aspiration erhöht im Vergleich zu normalen Kochsalzlösung (NS) Kontrollen bei 2 h und 5 h (Figur 2). Dies steht im Einklang mit der Pathophysiologie bei Patienten nach Säure Aspiration beobachtet. Die Zeitpunkte wurden gewählt als neutrophile Infiltration erfolgt 2 h Aspiration Post Säure und maximale nicht-tödliche Lungenverletzung tritt bei 5 h nach Säure Aspiration.
Abbildung 1: Pulmonary Histopathologie von CD-1 - Mäuse 24 Stunden nach der Salzsäure Aspiration. H & E-gefärbten, 5 & mgr; m Abschnitte von einer unversehrten Maus (A und B) und einer Maus , mit Salzsäure verletzt (C - H). Nekrotischen Zellen (Pfeilspitze), loss parenchymaler Architektur, Zellen und Debris innerhalb airspaces (Pfeile) und der wesentlichen Neutrophilen-Infiltration (*) werden in den Lungen von den verletzten Mäusen beobachtet. Eine heterogene Verteilung der distale Lunge ist mit Bereichen lückenhaft neutrophile Infiltration und fibrinöse Proteinablagerung beobachtet. Dies ist sehr ähnlich wie die Histopathologie von ARDS bei Patienten. Maßstabsbalken = A und C = 2 mm; B, D, F = 200 & mgr; m; E = 100 um; und G und H = 60 & mgr; m. Boxen in der A und C zeigen Bereiche, die in den Bildern B und D vergrößert werden jeweils. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2: Albumin Leckage in Airways folgende Säure Aspiration. Albumin-Konzentration der zellfreien BAL-Flüssigkeit from C57BL / 6-Mäuse bei 2 h und 5 h nach Säure Aspiration. Säure Aspiration wurde im Vergleich zu 5 h NS aspiration Kontrolle (n = 9) unter Verwendung eines ungepaarten t-Test. Fehlerbalken zeigen SEM. * = P <0,05. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
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Discussion
Das Ziel war es, ein ALI Tiermodell unter Verwendung von Magensäure Aspiration zu entwickeln, die eng an die Pathophysiologie ähnelt, die während der Entwicklung von Säure Pneumonitis und anschließender ARDS beim Menschen auftritt. Bei der Entwicklung eines Modells, haben wir uns für eine Tierart , die einen hohen Durchsatz der Datenerfassung bietet aufgrund seiner geringen Kosten, kurze Fortpflanzungszyklus und ein gut verstanden immunologische System mit einer Fülle von Ermittlungsinstrumente (dh, monoklonale Antikörper, transgene Stämme).
ALI folgende Magensäure Aspiration beim Menschen die caustically Schäden Alveolarepithels und vaskulären endothelialen Barrierefunktion eine Leckage von Serumproteinen zu erzeugen. BAL Albumin hat sich gezeigt, ein sensitiver Marker der pulmonalen Permeabilität zu sein, wie seine Größe kleiner als andere Serumproteine ist. Zusätzlich können Albumin in einer Vielzahl von Arten von colorimetrischen Assays zur spezifischen ELISA-Assays bewertet werden. 7 -xref "> 9
Bronchoalveolarlavage wird in klinischen Umgebungen verwendet Lungenschädigung zu erfassen, wie Plasmaproteine und Entzündungsmarker in minimalen Mengen in den Alveolen der gesunden Lunge vorhanden sind. Erhöhte BAL Plasmaproteine zeigt einen Verlust der endothelialen Barrierefunktion. 10
Um die Pathophysiologie von Magensäure Aspiration aufzuklären, ist es wichtig, ein Tiermodell im Rahmen der Einschränkungen zu entwickeln und zu charakterisieren. Definieren von Bedingungen im Zusammenhang mit maximal akuten nonlethal Lungenverletzung , die eine Aspirationsereignis imitieren (dh pH - Wert und Volumen von absaugen verabreicht), sollte man sich die Variabilität der aus solchen Magen - Aspiration / ALI Modelle reduzieren. Maximal nonlethal Lungenschädigung in Mäusen tritt nach Aspiration von 3,6 ml / kg pH 1,25 HCl, die Magensäure simuliert. 11 Magensäure Aspiration verändert Alveolarflüssigkeit Clearance unabhängig von Lungen Blutfluss oder Gefäßfiltration. 12 histopathologischen Charakteristika der Magensäure Aspiration / ALI Verletzungen sind eine akute entzündliche Reaktion mit fleckige Bereiche neutrophile Entzündung, Hämorrhagie alveolar, intra-alveolaren und interstitielle Ödeme. Um die Dispersion der Salzsäure Verbesserung der maximalen Anzahl von Alveolen Verletzungen verursachen, sollte man eine erzwungene Ausatmung vor dem Einträufeln initiieren. Dies erleichtert die Dispersion distalen airspaces und erzeugt eine maximale Lungenverletzung zu den Alveolen. Das Ausatmen Manöver wird durch umlaufende Kompression des Brustkorbes und Freisetzung Post Einträufeln produziert. Dies ist eine modifizierte Version eines validierten Technik in einem Rattenmodell Adenovirus liefert Lungen von Ratten, die die Dispersion eines grün fluoreszierendes Protein (Ad-CMV-MNLS-HSV1sr39tk-eGFP) an den distalen airspaces demonstriert, wodurch Verletzung Fahrzeug zu dem beabsichtigten Abgabe Websites (zB Alveolen). 13
ve_content "> Es gibt mehrere Vorteile, die offene Tracheotomie Verfahren für Salzsäure Aspiration Einträufeln gegen direkte Salzsäure Aspiration Applikation in den Mund-Rachenraum verwendet wird. Nicht-invasive Einträufeln durch den Mund-Rachenraum ist die einfachste und am wenigsten invasive Verfahren zur Abgabe von Salzsäure Streben nach der Lungen von kleinen Tieren. Doch aufgrund der sehr niedrigen pH - Wert des absaugen erforderlich maximale nonlethal Lungenverletzung zu erzeugen, wird jede Reflux nach Applikation zur post Verfahren obstruktive Bedingungen zB Larynxödem, Laryngospasmus, Häutung des oberen Luftwegsepithel führen. Bei der Verwendung von die offene Tracheotomie Methode, Salzsäure ist konsequent der Lage , den Zielbereich (zB distalen Atemwege und Alveolarsäckchen) damit die Replikation der ALI - Mechanismus zu erreichen. ein ALI durch die Kombination von Salzsäure Aspiration mit einem Alveolen Rekrutierungsmanöver mit einem Bolus Luft verbessern kann "Chaser "während Salzsäure administratIon. Dieses Manöver öffnet atelectatic Alveolen nach Beginn der flüchtigen Anästhesie auf. Atelektase ist ein bekannter Folgen von volatilen Anästhetikums Einatmen verursacht durch Tonus der glatten Muskulatur verringert, die die Funktion des Tensids behindert und bewirkt, dass das Tier ein geringeres Tidalvolumen zu Mismatch V / Q was zu haben. Die Luft "Chaser" entspricht einer alveolären Rekrutierungsmanöver regelmäßig im OP bei Patienten nach einem chirurgischen Eingriff eingesetzt. Die Rekrutierungsmanöver bietet eine größere Fläche für die gezielte Schädigung und hilft bei der Dispersion der Salzsäure zum distalen Atemwege und Alveolen. Man kann eine erfolgreiche Intratrachealbiopersistenztest bewerten durch Atemfrequenz Auswertung nach der Rückkehr der Spontanatmung, da dies bekannt ist, nach Lieferung der Salzsäure zu erhöhen.Wir verwenden 5 ml NS Gesamt die Lungen in 1 ml-Schritten Spülung. Obwohl die normale TLC einer Maus 1 mL das große Volumen verwendet wird sichergestellt, Wiederherstellung dermaximale Menge an Albumin, um die Verletzung zu quantifizieren. Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass diese die Proteine zu verdünnen und so die pro-inflammatorischen Mediatoren, wie sie in der Regel in der Größenordnung von pg / ml unter normalen Umständen sind. Die Variabilität kann durch eine konsequente Bearbeitung der BAL-Flüssigkeit gemildert werden. Bei Verwendung dieser Methode, Kontrolltieren eine Scheinoperation verwendet wird, sollten ausgeführt werden, um angemessene Vergleiche wie die Tracheotomie machen sich Entzündung produziert.
Ein alternativer Ansatz ausreichende Anästhesie an Mäuse zur Bereitstellung wäre über intraperitoneale Injektion von Ketamin und Xylazin im Vergleich zu Isofluran Inhalation als dieses Papier beschreibt. Diese Option ist am besten für die Forscher auf der Grundlage ihrer Komfortniveau in dieser alternativen Verfahrens. Vorteile enthalten minimierter Wechselwirkungen mit Immunantwort als volatiler Anästhetika sind dafür bekannt, in den normalen Immunsystem Physiologie verändern.
There haben bei Mäusen, die weitere Untersuchungen erfordern, um zuverlässig reproduzieren die Histopathologie des menschlichen ALI verwendet viele Fortschritte in der Intubation Methoden gewesen. Die Bedenken, die mit Intubation Techniken existieren umfassen: die richtige Endotrachealtubus Platzierung über die Kabel und über dem carina; laryngospasm und Bronchospasmus; und Larynxtrauma durch die Technik selbst verursacht. Diese werden eliminiert die offene Tracheotomie Verfahren, das dieses Verfahren anwendet. Diese Methode ist ohne Einschränkungen jedoch nicht als die Tracheotomie selbst Verletzungen und Säure Instillation mit einer Injektionsnadel durchgeführt produziert das Risiko einer schweren Verletzung kann weiter zu erhöhen. Mäuse erwachen aus diesem Verfahren mit Schmerzen, die anschließend zu Mangel an Trinkwasser ihre perioperative Hypovolamie Sekundär verschlechtert. Als solches stellt dieses Verfahren eine Alternative zur Intubation Techniken, die die Menge an Verletzungs korrekt, wenn durchgeführt, verringern kann.
Abschließend beschäftigt dieses Tiermodell einen offenen tracheostomy Einträufeln Salzsäure Magensäure Aspiration simuliert das Verständnis der menschlichen ALI Pathophysiologie zu fördern, und die anschließende Entwicklung von ARDS. Als menschliche physiologischen Mechanismen sind einzigartig, kein einziges Tiermodell reproduziert alle Merkmale von ALI. wenn die Eigenschaften dieses ALI Mausmodell jedoch oder einem Tiermodell innerhalb der Grenzen und der Umfang des Modells interpretiert werden, erzeugt die Daten fokussierten Tests der Schlüsselelemente der Lungenschädigung Antwort im Menschen zur Verfügung stellen. Der Prüfer muss die Einschränkungen zu überwinden, die für alle Modelle von ALI und verwenden Sie am besten geeignet, ihre Hypothese zu prüfen und über die Unterschiede zwischen dem Modell und den Menschen bewusst sein. 9
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| syringe, 1 cc | Becton Dickinson | 309628 | |
| syringe, 5 cc | Becton Dickinson | 309646 | |
| needle, 22 G x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305159 | |
| needle, 26 G x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305111 | |
| 1-O Braided Silk Suture | Harvard Apparatus | 517730 | |
| 3" Curved tissue serrated forceps | Fine Science Tools | 11065-07 | |
| 3" Curved tissue "toothed" forceps, 1 x 2 teeth | Fine Science Tools | 11067-07 | |
| 4" curved micro dissecting scissors | Fine Science Tools | 14061-10 | |
| bone cutting spring scissors | Fine Science Tools | 16144-13 | |
| 3 1/2" curved locking hemostat | Fine Science Tools | 13021-12 | |
| Disposable Skin Stapler | 3M | DS-25 | |
| tracheal cannula (20 gauge x 1/2" stainless steal tubing adapter) | Becton Dickinson | 408210 | |
| 60-degree Incline Dissection Board | |||
| 0.5% Bupivacaine | |||
| Isoflurane | |||
| Betadine and "Q-tip" cotton applicator |
References
- Knight, P. R., Rutter, T., Tait, A. R., Coleman, E., Johnson, K. Pathogenesis of gastric particulate lung injury: a comparison and interaction with acidic pneumonitis. Anesth Analg. 77 (4), 754-760 (1993).
- Raghavendran, K., Nemzek, J., Napolitano, L. M., Knight, P. R. Aspiration-induced lung injury. Crit Care Med. 39 (4), 818-826 (2011).
- Rubenfeld, G. D., et al. Incidence and outcomes of acute lung injury. N Engl J Med. 353 (16), 1685-1693 (2005).
- Kennedy, T. P., et al. Acute acid aspiration lung injury in the rat: biphasic pathogenesis. Anesthesia & Analgesia. 69 (1), 87-92 (1989).
- Kudoh, I., et al. The effect of pentoxifylline on acid-induced alveolar epithelial injury. Anesthesiology. 82 (2), 531-541 (1995).
- Prophet, E. B., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. Laboratory methods in histotechnology. , American Registry of Pathology. (1995).
- Kyriakides, C., et al. Membrane attack complex of complement and neutrophils mediate the injury of acid aspiration. J Appl Physiol. 87 (6), 2357-2361 (1999).
- Yoshikawa, S., et al. Acute ventilator-induced vascular permeability and cytokine responses in isolated and in situ mouse lungs. J Appl Physiol. 97 (6), 2190-2199 (2004).
- Eyal, F. G., Hamm, C. R., Coker-Flowers, P., Stober, M., Parker, J. C. The neutralization of alveolar macrophages reduces barotrauma-induced lung injury. FASEB J. 16 (4), 410-411 (2002).
- Hermans, C., Bernard, A. Lung epithelium-specific proteins: characteristics and potential applications as markers. Am J Respir Crit Care Med. 159 (2), 646-678 (1999).
- Segal, B. H., et al. Acid aspiration-induced lung inflammation and injury are exacerbated in NADPH oxidase-deficient mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 292 (3), 760-768 (2007).
- Matthay, M. A., Robriquet, L., Fang, X. Alveolar epithelium: role in lung fluid balance and acute lung injury. Proc Am Thorac Soc. 2 (3), 206-213 (2005).
- Richard, J. C., Factor, P., Welch, L. C., Schuster, D. P. Imaging the spatial distribution of transgene expression in the lungs with positron emission tomography. Gene Ther. 10 (25), 2074-2080 (2003).
