Summary
نقدم هنا، بروتوكولا لوصف نموذج استرداد بسيط تجاوز القلبي الرئوي دون نقل الدم أو وكلاء إينوتروبيك في الفئران. يسمح هذا النموذج دراسة طويلة الأجل متعددة من عقابيل الجهاز القلبي الرئوي الالتفافية.
Abstract
تجاوز القلبي الرئوي (CPB) لا غنى عنه في جراحة القلب والأوعية الدموية. لا يزال على الرغم من صقل درامية CPB تقنية وأجهزة، ومضاعفات الجهاز متعدد البروتوكول ذات الصلة لفترة طويلة خرق نتائج جراحات القلب والأوعية الدموية، وقد تزداد سوءا بعد العملية الجراحية من مراضه ووفيات. نماذج حيوانية أتصدى الاستخدام السريري للبروتوكول تمكين توضيح العمليات الفيزيولوجية المرضية التي تحدث أثناء CPB، وتسهيل الدراسات ما قبل السريرية وضع استراتيجيات حماية ضد هذه المضاعفات. نماذج CPB الفئران مفيدة نظراً لزيادة فعالية التكلفة وملاءمة العمليات التجريبية، وطرق الاختبار وفيرة في الجينية أو مستويات البروتين، والاتساق الوراثية. يمكن استخدامها للتحقيق في تنشيط الجهاز المناعي والتوليف من السيتوكينات proinflammatory والتنشيط مجاملة، وإنتاج الجذور الحرة الأكسجين. وقد تم تنقيح نماذج الفئران وحدثت تدريجيا من النماذج الحيوانية الكبيرة. وهنا يصف لنا نموذج بروتوكول بسيط دون نقل الدم و/أو وكلاء إينوتروبيك في الفئران. يسمح هذا الطراز الاسترداد دراسة طويلة الأجل عقابيل الجهاز متعددة من CPB.
Introduction
في عام 1953، الدكتور جون ﻫ. جيبون الابن بنجاح إجراء جراحة القلب الأول باستخدام بروتوكول1، وبعد ذلك أصبح وسيلة أساسية في جراحة القلب والأوعية الدموية. بينما التقنيات والأجهزة قد تم صقل جذريا، الجهاز متعددة مضاعفات تتصل بالبروتوكول لا يزال خرق نتائج جراحات القلب والأوعية الدموية، وقد تؤثر في معدلات الاعتلال والوفيات بعد الجراحة2. هو سبب تلف الجهاز المتصلة ببروتوكول تنشيط الجهاز المناعي والتوليف من السيتوكينات proinflammatory والتنشيط مجاملة، وإنتاج الجذور الحرة الأكسجين2. الفيزيولوجيا المرضية، ومع ذلك، قد لا تم تماما توضيح.
تمكين النماذج الحيوانية أتصدى الاستخدام السريري لبروتوكول توضيح العمليات الفيزيولوجية المرضية أثناء وبعد البروتوكول؛ هذا يمكن أن يسهل الدراسات ما قبل السريرية في وضع استراتيجيات لتجنب هذه المضاعفات. منذ بوبوفيتش وآخرون. أولاً ذكرت نموذجا CPB الفئران في عام 19673، الفئران CPB النماذج قد تم تنقيح، واتخذت تدريجيا محل النماذج الحيوانية الكبيرة نظراً لزيادة فعالية التكلفة وملاءمة العمليات التجريبية، وعدد كبير من أساليب في الاختبار الوراثي و مستويات البروتين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون الفئران فطري متطابقة وراثيا، الحد من التحيز البيولوجية المحتملة.
فابر وآخرون. أولاً إنشاء نموذج استرداد التي سمحت دراسة طويلة الأجل متعددة من عقابيل الجهاز CPB4. مزايا هذا النموذج البسيط البقاء على قيد الحياة هي مرونة (تدفق CPB والمدة) وحالة حيوية مستقرة، وإمكانية تكرار نتائج في التهاب النظامية. نماذج CPB الفئران أصبحت حاسمة بالنسبة للتحقيق في الاستراتيجيات العلاجية التي تهدف إلى الحيلولة دون إصابة الجهاز المتعدد خلال5من البروتوكول، ومؤخرا تم تطوير نماذج مختلفة لمحاكاة الحالات السريرية خلال CPB. دي لانج وآخرون. وضع نموذج لسكتة قلبية، التي يمكن استخدامها لوصف الاستجابات الانزيمية، والوراثية، وغذائها المتصلة بإصابة احتشاء عضلة القلب7. بيترز وآخرون. ترتيب احتشاء عضلة القلب وضخه الخاضعة للمراقبة باستخدام نموذج CPB المنمنمة لتحليل ظيفتها القلب من خلال التنسيق الاسكيمية وضخه إصابة8. جونجويرث وآخرون. أولاً إنشاء نموذج توقيف الدورة الدموية العميقة باردا (الجهات)، الذي يمكن توضيح الضرر العالمي الاسكيمية وضخه بسجلاتها ويدعم إمكانية محصن استراتيجيات6. دراسات استخدام سجلاتها التحقيق في تأثير انخفاض درجة حرارة الجسم وضخه، و/أو تسبب انحلال الدم مما يشير إلى أحداث9. البرد الشديد قد يؤثر على التنشيط والمنظمة للإنزيمات المختلفة ومسارات والآليات ما زالت مجهولة10. من ناحية أخرى، يجب استخدام نماذج سكتة قلبية أو القلب الاسكيمية نماذج للتحقيق في إصابة القلب الاسكيمية وضخه. هذه النماذج المختلفة CPB الفئران أن الخص CPB البشرية العالية قد تكشف عن العمليات المرضية المتصلة بالبروتوكول وتساعد في التخفيف من المضاعفات المتصلة بالبروتوكول.
هذا البروتوكول يوضح نموذج بروتوكول بسيط دون نقل الدم أو وكلاء إينوتروبيك في الفئران. هذا النموذج يسمح لدراسة طويلة الأجل متعددة من عقابيل الجهاز من CPB.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
قبل التجربة، ينبغي الفئران كل أسبوع إلى تأقلم. وينبغي أن تنفذ جميع العمليات الجراحية على الحيوانات وفقا للدليل للرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية (www.nap.edu/catalog/5140.html) أو غيرها من المبادئ التوجيهية الأخلاقية المناسبة. ينبغي أن يوافق البروتوكولات لجنة الرفق بالحيوان في المؤسسة المناسبة قبل المتابعة. يجب أن تتم جميع الإجراءات اللاحقة تحت ظروف معقمة.
1. إعداد حلبة CPB
ملاحظة: ارتداء معدات الوقاية الشخصية بما في ذلك القفازات، والنظارات، ومعطف نظيفة أو ثوب المتاح.
- إنشاء حلبة CPB
- قم بتوصيل أنابيب البولي فينيل كلوريد مع خزان وريدية، المصممة مسبقاً لدارة CPB، ومكساج غشاء الولدان تعديله كما هو مبين في الشكل 1. تأمين كافة الاتصالات ضيقة ولا تسرب المياه.
- تعيين دائرة CPB إلى جهاز المضخة الدوارة وفقا لبروتوكولات الشركة المصنعة.
- إبقاء المضخة الدوارة في جدول قابل لضبط ارتفاع وضبط ارتفاع الجدول إلى 10 سم تحت مكتب التجريبية.
- فتيلة من حلبة CPB
- ميكس 12 مل من محلول النشا هيدروكسيثيل مع 0.1 مل من الهيبارين و 0.5 مل من محلول بيكربونات الصوديوم 7% فتيلة حلبة CPB.
- رئيس الدائرة مع 11 مل الحل فتيلة، مع الاسطوانة مضخة دوارة بلطف. وضع إبرة عيار 18 تنفيس في الخزان لتنفيس الهواء.
- ضرب مكساج غشاء عدة مرات دير، مع إمالة مكساج. ويجب أن تحجب الهواء تماما لتجنب الانسداد الهواء والأوكسجين غير كافية. خلال فتيلة دارة، الحرارة الدائرة بمصباح حرارة كهربائية تعيين في الخزان.
2-الإجراء قبل CPB
ملاحظة: ينبغي تطهيرها الحقل الجراحي والأجهزة بالكحول 70% أو مركب رباعي الأمونيوم قبل الاستخدام.
- التخدير وإعداد الحيوانات
- تخدير الفئران مع استنشاق الهواء مختلطة isoflurane 3.0 في المائة في المبخر. تعيين الفئران على عمل--الوقوف والتنبيب قنية 16-قياس إلى القصبة الهوائية. اتبع المبادئ التوجيهية الرعاية الحيوانية المحلية الخاصة بك فيما يتعلق بالجرعة التسكين والتردد (مثلاً
البوبرينورفين 0.005 مغ/كغ الليبي)
ملاحظة: يجب أن يكون في التخدير العميق الفئران وفقدان ردود الفعل. ينبغي أن يكون الإيقاعي التنفس لكن لا يلقي القبض على. - نقل الفئران إلى جدول تشغيل مزودة بجهاز pad تدفئة كهربائية. البدء التهوية الميكانيكية مع 8 مل/كغ حجم المد والجزر، والجهاز تنفسي بمعدل 70 دورة بالدقيقة، و 30 ٪ من الكسر الأكسجين مستوحاة ترصدها أجهزة الاستشعار الأوكسجين.
- المحافظة على التخدير مع isoflurane 1.5 2.0 في المائة، ومع إدارة إضافية من الكيتامين/إكسيلازيني في البدء بالبروتوكول.
- مراقبة درجة حرارة المستقيم باستخدام مسبار المستقيم. الحفاظ على درجة حرارة الجسم نورموثيرميك 37 درجة مئوية بضبط درجة الحرارة لوحة الحرارة ووضع الدائرة على مصباح الحرارة.
- تعيين الفئران في موقف ضعيف وتمتد أطرافه الأربعة عن طريق تحديد مع الإبر. رصد معدل ضربات القلب بإعداد تخطيط القلب الكهربائي الإبرة إلى الكتف الثنائية والبطن الأيسر. ضع شاش رطبة أو تطبيق مرهم العيون إلى العيون لمنع جفاف.
- تخدير الفئران مع استنشاق الهواء مختلطة isoflurane 3.0 في المائة في المبخر. تعيين الفئران على عمل--الوقوف والتنبيب قنية 16-قياس إلى القصبة الهوائية. اتبع المبادئ التوجيهية الرعاية الحيوانية المحلية الخاصة بك فيما يتعلق بالجرعة التسكين والتردد (مثلاً
- كانوليشن
- بعد تطهير سطح الجسم كله من سبرايينجبي الرش الإيثانول 70% أو محلول مطهر آخر، يحلق الشعر بشفرة حلاقة على منطقة حق الرحم والمنطقة الاربية الثنائية. وينبغي استخدام المخدرات الموضعية (مثل ليدوكائين) قبل إجراء شق الجلد. ملاحظة: يمكن استخدام بديل، فرك جراحية في موقع شق بدلاً من الجسم كله رذاذ من الإيثانول 70% لتجنب حدوث انخفاض في درجة حرارة الجسم.
- جداً الجلد (حوالي 5 ملم) في المناطق الاربية الثنائية والمنطقة حق الرحم بالمقص وصراحة تشريح الأنسجة لفضح شريان فخذي اليمين الرئيسي. فصل الشريان بعناية من الوريد والعصب القريبة. اضطر في نهاية مشتركة فخذي الشريان طريق الحرير 4-0 والتعرض بالتوتر.
- قص الجدار الشرياني (حوالي 1 ملم) من حق المشترك فخذي الشريان بالمقص الصغير في اتجاه عمودي للشريان، وكانولاتي بدقة 24-قياس قسطرة الوريدية من الشق بعمق 1 سم للرصد المنهجي الشرياني الضغط وتحليل الضغط الجزئي الغاز في الدم الشرياني.
- تول صوديوم الهيبارين (500 وحدة دولية/كغ) من القسطرة.
- اتبع الخطوات 2.2.2 و 2.2.3 كانولاتي 24-قياس قسطرة الوريدية في شريان فخذي اليسرى المشتركة كخط ضخ الشرياني للدائرة CPB.
- إدراج أنجيوكاثيتير متعدد فوهة 17-قياس إلى حبل الوريد الداخلي الحق ودفع إلى الاذين الأيمن والسفلي الوريد الأجوف (IVC). عدم دفع القسطرة تقريبا كما يمكن بسهولة كسر السفينة. قم بتوصيل القسطرة حلبة CPB للتصريف الوريدي.
- وتغطي كل منطقة مقني مع شاش رطبة لتجنب التلوث.
3-الإجراء خلال CPB
- تسليم غاز الأكسجين 100% إلى مكساج في 0.8 لتر في الدقيقة أثناء CPB وانخفاض معدل التنفس إلى 30 دورة بالدقيقة. ضغط الأكسجين الشرياني الجزئي المطلوب من 200 إلى 400 ملم زئبق.
- في بداية CPB، قم بزيادة إعداد درجة الحرارة لوحة الحرارة إلى الحد الأقصى، 42 درجة مئوية، للحد من انخفاض درجة حرارة الجسم فورا بعد بدء CPB. ضبط درجة الحرارة الإعداد إلى 37 درجة مئوية عند درجة حرارة الجسم ترجع إلى 36 درجة مئوية.
- عناية بدء تدفق CPB وإبقاء عين على حجم الدم في الخزان. قد يتسبب خزان فارغ الانسداد الهواء. إذا كان ينقص حجم الدم في الخزان، انخفاض تدفق مضخة بضبط ارتفاع الجدول، أو تغيير موضع القسطرة الصرف. عدم إعادة وضع القسطرة الوريدية الصرف، مما قد يتسبب بسهولة في ثقب الاذين الأيمن و/أو عدم انتظام ضربات القلب.
- زيادة والحفاظ على تدفق مضخة في 100 مل/كغ/دقيقة، بينما يتم الإبقاء على الضغط الدم يعني في 70 مم زئبق. عندما يتم الحفاظ على ضغط الدم المناسب، كمية صغيرة من 1 مل على الأقل في الخزان مقبول. إذا كان هناك أقل من 1 مل الدم في الخزان، فإنه قد يسبب انسداد هواء في الأجهزة.
- إذا كان ضغط الدم غير مستقر، إضافة 2-3 مل الحل فتيلة للدائرة (قد يسبب فقر الدم بعد CPB).
4-الإجراء بعد CPB
- المشبك على أنبوب التصريف الوريدي وإزالته من الدائرة. ضخ الدم المتبقية في الدائرة تدريجيا إلى الشريان للحفاظ على ضغط الدم.
- زيادة معدل التنفس إلى 70 دورة بالدقيقة.
- إزالة القسطرة الوريدية الصرف والقسطرة الشريانية الأيسر، ثم اضطر السفينة في موقع الدانية والبعيدة.
- إزالة السطر الشرياني من شريان فخذي اليمين 60 دقيقة بعد نهاية CPB.
- تنظيف كل الجرح بالمياه المالحة وإغلاق الجرح بخياطة الجروح.
- وضع حد للتخدير واكستوباتي على أنبوب تحسن بعد التحقق من التنفس العفوي للحيوان.
- إدارة حرارة السوائل المعقمة متساوي التوتر، واستخدام حصيرة الحرارة والمصباح الكهربائي الحرارة للحفاظ الحيوانات الحارة. التحقق من شروط الحيوان كثيرا حتى التعافي من التخدير. تقديم الدعم التنفسي عند اللزوم. ملاحظة: حالما يبدأ الحيوان يتحرك، يجب إزالة مصدر الحرارة من جزء من القفص للسماح للحيوان لاختيار الجانب دافئة أو باردة.
- الحفاظ على الحيوان إلى جانب شركة الحيوانات الأخرى حتى يستعيد التنفس الكامل. لا يعود الحيوان إلى الشركة حتى الشفاء التام.
- تحقق من تناول الغذاء والماء بعد التعافي من التخدير، وتوفير الدعم التغذوي المناسب. إدارة المسكنات، والتحقق من وجود علامات عدم الراحة أو الألم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ويبين الشكل 1 في الدائرة CPB بأكملها. المتغيرات الفسيولوجية في هذا النموذج مبينة في الشكل 2، وتشمل درجة حرارة المستقيم، يعني ضغط الدم الشرياني ومعدل ضربات القلب. ويبين الشكل 3 تحاليل غازات الدم الشرياني خلال البروتوكول، بما في ذلك الضغط الجزئي للأكسجين الشرياني، والضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون الشرياني، الهيماتوكريت، وقاعدة الزائدة، التعبير المصل البوتاسيوم، والإمكانات للهيدروجين. طوال فترة الإجراءات، ومعدل ضربات القلب والضغط الشرياني يعني كانت مستقرة. وانخفضت درجة حرارة المستقيم والهيماتوكريت في بداية CPB بسبب تخفيف الدم الناجم عن حجم فتيلة. الضغط الجزئي للأكسجين الشرياني زيادة كبيرة خلال CPB بسبب الغشاء الأوكسجين. توضع الممثل وثم تلوين صور الرئتين مبينة في الشكل 4، التي تتضمن الصور مجموعة CPB (الشكل 4ب، د) ومجموعة العمليات الصورية (الشكل 4أ، ج)، ونسب باو2 /قوة المراقبة الدولية2 بعد CPB بالمقارنة مع خط الأساس (الشكل 4ه). لذمة المتداخلة، تسلل الخلايا التحريضية، ونزيف، لوحظ اختلاف كبير في مجموعة بروتوكول. يبين الشكل 5 تركيز المصل عامل نخر الورم-α (تنف-α)، انترلوكين-6 (إيل-6)، وارتفاع معدل التنقل مستويات مربع 1 (HMGB1) المجموعة بعد CPB.
الشكل 1 : CPB دارة. حلبة CPB كامل يتكون من خزان (8 مل)، مكساج غشاء بحجم فتيلة مل 3.3، ومضخة اسطوانة. ترتبط جميع أجزاء عن طريق أنابيب البولي فينيل كلوريد، بما في ذلك خط تصريف وريدي (القطر الخارجي (OD)، 3.3 مم؛ والقطر الداخلي (ID)، 2 مم؛ وحوالي 1.4 مل)، خط الشرياني (OD، 2 مم؛ معرف، 1.2 مم؛ حوالي 1.2 مل) وأنبوب إرفاق مضخة الاسطوانة (OD، 6.6 مم؛ معرف، 4.5 مم؛ حوالي 2.8 مل). حجم إجمالي فتيلة مل 11، بما في ذلك ما يقرب من 3 مل في الخزان. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : متغيرات الفسيولوجية. المتغيرات الفسيولوجية أثناء وبعد البروتوكول، بما في ذلك درجة حرارة المستقيم (أ)، (ب) متوسط ضغط الدم الشرياني ومعدل ضربات القلب (ج) (ن = 6). وترد النقاط وأشرطة الخطأ كالمتوسط والانحراف المعياري. البروتوكول، وتجاوز القلبي الرئوي؛ ما قبل، قبل البروتوكول؛ س CPB دقيقة بعد الشروع في البروتوكول؛ آخر X, X دقيقة بعد نهاية CPB. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 : تحليل غاز الدم الشرياني. تحليل غاز الدم الشرياني أثناء وبعد CPB. (أ) الضغط الجزئي للأكسجين الشرياني، (ب) الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون الشرياني، الهيماتوكريت (ج)، (د) قاعدة الزائدة، التعبير المصل (ﻫ) من البوتاسيوم، وإمكانات (F) من الهيدروجين (n = 6). وترد النقاط وأشرطة الخطأ كالمتوسط والانحراف المعياري. البروتوكول، وتجاوز القلبي الرئوي؛ ما قبل، قبل البروتوكول؛ س CPB دقيقة بعد الشروع في البروتوكول؛ آخر X, X دقيقة بعد نهاية CPB. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 : تحليل الأنسجة للرئتين. توضع الممثل وثم تلوين الصور للمجموعة العملية الصورية (ألفوجيم) وتجاوز القلبي الرئوي تؤدي المجموعة (ب، د). 4 (ح) بعد CPB. حدة الضائقة التنفسية قد ترتبط بمدى النتائج المرضية في ذمة ونزيف. أشرطة الجدول؛ 50 ميكرومتر (أ، ب)، 1 مم (ج، د). (ه) نسبة/FiO باو22 بعد CPB بالمقارنة مع خط الأساس في مجموعة الشام ومجموعة المراقبة (n = 6 في كل مجموعة). وترد النقاط وأشرطة الخطأ كالمتوسط والانحراف المعياري. ف < 0.01 مقابل مجموعة الشام. البروتوكول، وتجاوز القلبي الرئوي؛ باو2، الضغط الجزئي للأكسجين الشرياني؛ قوة المراقبة الدولية2، جزء الأوكسجين من وحي؛ آخر X, X دقيقة بعد نهاية CPB. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5 : تقييم الاستجابات التحريضية في المصل. تركيز المصل (A) عامل نخر الورم-α (تنف-α)، (ب) انترلوكين-6 (إيل-6)، وقدرة عالية على الحركة (ج) المجموعة 1 مربع (HMGB1) مستويات بعد CPB. n = 5 لكل مجموعة: شام مجموعة ومجموعة CPB، تمر CPB الفئران. وترد النقاط وأشرطة الخطأ كالمتوسط والانحراف المعياري. ف < 0.05، †ف < 0.001 مقابل مجموعة الشام. البروتوكول، وتجاوز القلبي الرئوي؛ آخر X, X دقيقة بعد نهاية CPB. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
في هذا النموذج CPB الفئران، مستويات التعبير المصل والرئة السيتوكينات الالتهابية وهمجب-1، عامل نسخ رئيسية تنظيم الردود التحريضية، زيادة هائلة بعد CPB. أظهرت الدراسات السريرية السابقة هو ارتفاع إفراز همجب-1 مستوى المصل في المرضى الذين يخضعون لجراحة القلب والأوعية الدموية11، ومستوى همجب-1 مصل الذروة خلال CPB ارتبط بمتلازمة الاستجابة الالتهابية النظامية أشد وضعف الأوكسجين في الرئة بعد CPB12. بالإضافة إلى ذلك، المصل مستوى همجب-1 هو العلامات البيولوجية مستقلة للتنبؤ بمعدل الوفيات في وحدة العناية المركزة في المرضى الذين يعانون من الالتهاب الرئوي الحاد ومتلازمة الضائقة التنفسية الحادة (اردز)13. الضائقة الشديدة المتصلة ببروتوكول المقترنة السيتوكينات الالتهابية وهو محاكاة التنشيط همجب-1 بنجاح بهذا الطراز CPB الفئران.
وأجريت دراسات عديدة عن التهاب النظامية ذات الصلة بالبروتوكول في نماذج الفئران بسبب فائدتها للتحقيق في ردود تحريضية النظامية، بما في ذلك proinflammatory سيتوكين التعبير14، النووي كابا ب تفعيل15، تفعيل العَدلات التصاق جزيئات16، ومصفوفة الأنشطة 9 أية17. الأكسدة مثل تنشيط البروتين هو-1 خلال CPB حقق أيضا باستخدام الفئران CPB نماذج18.
قد وضعت مؤخرا الطراز CPB الفئران في إجراءات مختلفة لمحاكاة حالات سريرية من المضاعفات الناشئة عن البروتوكول. آثار الانزيمية والوراثية ونسيجية لعضلة القلب يمكن أن يحقق ب سكتة قلبية نموذج7. وعلاوة على ذلك، يرد نموذج سجلاتها للكشف عن الآليات المرتبطة بنتائج سلبية الدماغي بعد جراحة الابهر الصدري، والتحقيق في احتمال محصن استراتيجيات6. هذه النماذج، استناداً إلى نموذج CPB الفئران التقليدية، قيمة لتقييم آثار مختلف للبروتوكول، وعن كثب محاكاة حالات سريرية في جراحات القلب والأوعية الدموية.
معدل البقاء على قيد الحياة لهذا النموذج يعتمد على إدخال تحسينات تقنية المحقق. هي النزيف أهم العوامل المتصلة بالإصابة بالأمراض خلال الفصل من السفن، وتمزق القلب، وورم دموي ريتروبيريتونيوم، الذي يحدث عادة من عطل فني. التعرض جيدة، التوتر المناسبة للسفن، ولطيف كانوليشن متطلبات العمليات الجراحية للنجاح. حفظ ضغط الدم يعني على الأقل 60 مم زئبق بمراقبة الدم المحجوزة وحل إضافي مهم لتجنب فقر مدقع وعوز أطرافهم السفلي. الهواء انسداد الأمعاء و/أو غيرها من أجهزة البطن البالغة الأهمية أيضا لتجنب؛ وبمجرد حدوث ذلك، لا يمكن إكمال هذا الإجراء.
في الممارسة المبكرة لهذه الإجراءات، انتهاء بروتوكول هو 20 في المائة تقريبا بسبب الصعوبة في كانوليشن، وما يصل إلى 10% بقاء ح 4 بعد CPB. بعد تجربة مع نماذج 20، معدل البقاء على قيد الحياة جذريا تحسن لما يقرب من 80% بسبب الهليوكبتر مستقرة خلال إعداد نموذج.
في بداية إنشاء هذا النموذج، كان إجمالي حجم الدائرة CPB مل 3 وأعلى من هذا التقرير. ولذلك، حجم الغروية المفرط الناجم عن فقر حرجة خلال CPB (يعني الهيماتوكريت: 14.7 في المائة)19. بتقليل حجم الدائرة CPB والنزيف الجراحي، الهيماتوكريت أثناء CPB زيادة كبيرة إلى 21.3 في المائة، مما يسمح بالحفاظ على استقرار الهليوكبتر.
الفوهة متعددة 17-قياس مناسبة جداً كانوليشن من حبل الوريد الداخلي إلى IVC عن طريق الاذين الأيمن، بسبب طول مناسب والنعومة، مما يمنع ارتداء خارج الجدار الوريدي. وعلاوة على ذلك، يسمح القطر الداخلي متعدد الفوهة ويكفي العودة الوريدية كافية، وارتفاع نسبة نجاح. إدخال القسطرة في IVC صعب من الناحية الفنية بسبب طريقة عمياء وأن التسلخات بسهولة الجدار الوريدي أو الرجفان.
كانوليشن الشرياني لشريان فخذي من الفئران يميل إلى تتسبب الاسكيمية أطرافهم بالمقارنة مع ذيل الشريان أو الشريان السباتي20. في تجربتنا، قد يسبب عدم استقرار الهليوكبتر (BP يعني أقل من 60 ملم زئبق)، وربط شريان فخذي عميق، وفقر الدم الحرجة الساق شديدة الضرر. الحفاظ على ضغط الدم، وكانولاتينج أعلى منطقة شريان فخذي المشتركة، والحفاظ الهيماتوكريت أعلى من جميع الحلول لمنع أطرافهم الاسكيمية الناجمة عن التروية الجانبية الغنية الفطرية للفئران.
من الضروري تجنب الكاتيكولامينات ونقل الدم للتحقيق بدقة في الاستجابات الفسيولوجية والبيوكيميائية و/أو الفسيولوجية لاختبار المواد والتدخلات. ليس هناك حاجة فاسوبريسور ونقل الدم على الإطلاق أثناء الإجراء في نموذجنا. التخدير العميق تقوي الإفراج عن السيتوكينات الالتهابية وبعد ذلك تتدهور وظيفة الجهاز21. عمق التخدير المناسبة وكانوليشن على نحو سلس ولطيف من القصبة الهوائية الحيوان التنبيب cannulation شريان فخذي لرصد ضغط الدم دون النزيف هامة قبل البدء بالبروتوكول. إذا كان هناك عدم استقرار الفسيولوجية قبل الشروع في البروتوكول، سيتم انخفض معدل نجاح ملحوظ. خلال CPB، يجب الحفاظ على معدل تدفق CPB بضبط وحدة التخزين في الخزان. في 60 دقيقة بعد بدء CPB، إضافة دقيق الحجم (1-3 مل المالحة) مطلوب بسبب عدم استقرار الفسيولوجية بعمليات تحريضية. ومع ذلك، إضافة حجم الغروية المفرط يسبب فقر الدم مما قد يؤدي إلى أوضاع غير مستقرة. بعد البروتوكول، ينبغي أن تعاد الدم في حلبة CPB إلى الفئران برفق في 30 دقيقة عدم الاستقرار بعد البروتوكول يعني أن هناك الأمراض المحتملة مثل الاسكيمية في أطرافهم أو الأمعاء.
عمق التخدير المناسبة واحدة من نصائح في هذا النموذج إنقاص الوفيات والمراضة. توفير المسكنات مواد التنشق السيطرة الكافية على عمق ومدة التخدير. عندما كنا التنبيب قنية إلى القصبة الهوائية، الفئران يجب أن تكون في التخدير العميق ما يكفي لفقدان ردود الفعل. ينبغي أن يكون الإيقاعي التنفس لكن لا يلقي القبض على. اعتقال الجهاز التنفسي يشير إلى التخدير الشديد وانخفاض ضغط الدم، و/أو الموت الوشيك، الذي يسبب التهاب النظامية. على النقيض من ذلك، يؤدي التخدير غير كافية أكثر من الإجهاد للحيوان. خلال CPB، حركة الجسم من الحيوان أمر حاسم للحد بسبب احتمال إزالة cannulas عرضي. التحكم في المبخر isoflurane برصد معدل ضربات القلب والضغط الشرياني وحركة جدار الصدر مطلوب أثناء الإجراء. في البدء CPB، قد إنقاص تركيز الدم إيسوفلوراني من توسيع حجم معبي. قد تسمح بينتوباربيتال إضافية داخل عمق مستقرة للتخدير.
العدوى بعد العمليات الجراحية في الفئران سوف يسبب العديد من التغييرات في المعلمات الفسيولوجية22. نموذج بقاء طويلاً يتطلب صيانة صارمة لظروف معقمة أثناء الإجراء. غرفة منفصلة ونظيفة تعمل المنطقة لإجراءات العقيم المرغوب فيه. ينبغي تطهير الحقل الجراحي والأجهزة بالكحول 70% أو مركب رباعي الأمونيوم قبل الاستخدام. يجب أن تكون كل المواد التي يرجح أن يؤثر التلوث، مثل cannulas، والحلول، ومواد خياطة الجروح، في علبة عقيمة. خلال CPB، تغطي الحقل الجراحي مع شاش صغيرة رطبة يمنع المواقع من المصادر المحتملة للتلوث. قبل إغلاق الجروح، إزالة الدم من الجرح والشطف مع الماء المعقم ضرورية لتجنب الإصابة بالجروح. في تجربتنا، حدث لا عدوى الجرح 24 ساعة بعد العملية.
توجد قيود من هذا الطراز CPB في هذا هو تماما لا يمكن أن تحاكي حالات سريرية. أولاً، يسلك هذا القلب ضرب نموذج نابض التدفق الذي يختلف عن جراحة القلب السريرية مع المقبوض عليهم في القلب. وثانيا، هذا النموذج يمكن أن تجري دون ثوراكوتومي، وهذا غير الكامل استخراج CPB السريرية مع الوسيط thoracotomy، الأمر الذي يؤدي إلى نزيف خلال العملية الجراحية.
وفي الختام، يسمح هذا الطراز CPB الانتعاش دراسات من المبكر-وطويلة الأجل متعددة الجهاز الأضرار المرتبطة بالبروتوكول. وتشمل المزايا الرئيسية لهذا النموذج الحد التحيز المحتملة خلال عمليات نقل الدم أو فاسوبريسورس أو وكلاء inotropic. هذا النموذج مناسبة للتحقيق في الاستراتيجيات العلاجية الرامية إلى الوقاية من الإصابات الجهاز متعددة خلال CPB.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
جميع المؤلفين ليس لها علاقة بالكشف عن فيما يتعلق بالدعم التجاري.
Acknowledgments
عن تقديرنا لتقي د. ت.، والدكتور م. فوناموتو لتقديم الدعم التقني لهم.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Rodent Ventilator 7025 | Ugo Basile | 7025 | Ventilator |
| OxiQuant B | ENVITEC | 46-00-0023 | Oxygen Sensor |
| CMA 450 Temperature Controller | CMA | 8003759 | Temperature Controller |
| CMA 450 Heating Pad | CMA | 8003763 | |
| CMA 450 Rectal Probe | CMA | 8003761 | |
| DIN(8) to Disposable BP Transducer | ADInstruments | MLAC06 | |
| Disposable BP Transducer | ADInstruments | MLT0670 | |
| IX-214 Data Recorder | iWorx Systems | IWX-214 | amplifier |
| LabScribe software | iWorx Systems | software | |
| Roller pump | Furue Science | Model RP-VT | pump |
| Happy Cath | Medikit | EB 19G 4HCLs PP | 17-gauge multiorifice angiocatheter |
| SURFLO ETFE I.V. Catheter | Terumo | SR-OX2419CA | 24-gauge angiocatheter |
| Oxygenator | Mera | HPO-002 | |
| CPB circuit | Mera | custom-made | |
| Hespander fluid solution | Fresenius Kabi | 3319547A4035 | Hydroxyethyl starch |
References
- Gibbon, J. H. Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery. Minn Med. 37 (3), 171-185 (1954).
- Apostolakis, E., Filos, K. S., Koletsis, E., Dougenis, D. Lung dysfunction following cardiopulmonary bypass. J Cardiac Surg. 25 (1), 47-55 (2010).
- Popovic, P., Horecky, J., Popovic, V. P. Instrumental responses in rats after hypothermic cardiopulmonary by-pass. P Soc Exp Biol Med. 126 (1), 225-228 (1967).
- Fabre, O., et al. A recovery model of partial cardiopulmonary bypass in the rat. Perfusion. 16 (3), 215-220 (2001).
- Hirao, S., Masumoto, H., Minatoya, K. Rat cardiopulmonary bypass models to Investigate multi-organ injury. Clin Surg. 2, 1-6 (2017).
- Jungwirth, B., et al. Neurologic outcome after cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest in rats: description of a new model. J Thorac Cardiov Sur. 131 (4), 805-812 (2006).
- de Lange, F., Yoshitani, K., Podgoreanu, M. V., Grocott, H. P., Mackensen, G. B. A novel survival model of cardioplegic arrest and cardiopulmonary bypass in rats: a methodology paper. J Cardiothorac Surg. 3, 51 (2008).
- Peters, S., et al. An experimental model of myocardial infarction and controlled reperfusion using a miniaturized cardiopulmonary bypass in rats. Interact Cardiovasc Th. 19 (4), 561-564 (2014).
- Engels, M., et al. A cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest rat model for the investigation of the systemic inflammation response and induced organ damage. J Inflamm. 11 (26), (2014).
- Pinto, A., et al. The extracellular isoform of superoxide dismutase has a significant impact on cardiovascular ischaemia and reperfusion injury during cardiopulmonary bypass. Eur J Cardio-Thorac. 50 (6), 1035-1044 (2016).
- Zhang, Z., Wu, Y., Zhao, Y., Xiao, X., Liu, J., Zhou, X. Dynamic changes in HMGB1 levels correlate with inflammatory responses during cardiopulmonary bypass. Exp Ther Med. 5 (5), 1523-1527 (2013).
- Kohno, T., et al. Impact of serum high-mobility group box 1 protein elevation on oxygenation impairment after thoracic aortic aneurysm repair. Heart Vessels. 26 (3), 306-312 (2011).
- Tseng, C. C., et al. Impact of serum biomarkers and clinical factors on intensive care unit mortality and 6-month outcome in relatively healthy patients with severe pneumonia and acute respiratory distress syndrome. Dis Markers. 2014, (2014).
- Paparella, D., Yau, T. M., Young, E. Cardiopulmonary bypass induced inflammation: pathophysiology and treatment. An update. Eur J Cardio-Thorac. 21 (2), 232-244 (2002).
- Hirao, S., et al. Recombinant human soluble thrombomodulin prevents acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiov Sur. , In Press. (2017).
- Yamazaki, S., Inamori, S., Nakatani, T., Suga, M. Activated protein C attenuates cardiopulmonary bypass-induced acute lung injury through the regulation of neutrophil activation. J Thorac Cardiov Sur. 141 (5), 1246-1252 (2011).
- Wang, C. T., Zhang, L., Wu, H. W., Wei, L., Xu, B., Li, D. M. Doxycycline attenuates acute lung injury following cardiopulmonary bypass: involvement of matrix metalloproteinases. Int J Clin Exp Patho. 7 (11), 7460-7468 (2014).
- Liu, K., et al. Curcumin attenuates cardiopulmonary bypass-induced lung oxidative damage in rats. J Cardiovasc Pharm T. 17 (4), 395-402 (2012).
- Taki, T., et al. Fetal mesenchymal stem cells ameliorate acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiov S. 153 (3), 726-734 (2017).
- Zhu, X., et al. Establishment of a novel rat model without blood priming during normothermic cardiopulmonary bypass. Perfusion. 29, 63-69 (2014).
- Inoue, K., et al. Deep anesthesia worsens outcome of rats with inflammatory responses. Inflamm Res. 65 (7), 563-571 (2016).
- Bradfield, J. F., Schachtman, T. R., McLaughlin, R. M., Steffen, E. K. Behavioral and physiologic effects of inapparent wound infection in rats. Lab Anim Sci. 42 (6), 572-578 (1992).
