Summary
Vi præsenterer her, en protokol for at beskrive en simpel genoprettelsesmodel hjertemassage bypass uden transfusion eller inotrope agenter i en rotte. Denne model giver mulighed for undersøgelse af de langsigtede flere orgel sequelae af hjertemassage bypass.
Abstract
Hjertemassage bypass (CPB) er uundværlig i hjerte-kar-kirurgi. På trods af den dramatiske forfinelse af CPB teknik og hjælpemidler, multi orgel komplikationer relateret til langvarig CPB stadig kompromittere resultatet af hjerte-kar-kirurgi, og kan forværre postoperativ morbiditet og mortalitet. Dyremodeller recapitulating den kliniske brug af CPB aktiverer en præcisering af de patofysiologiske processer, der opstår under CPB og lette prækliniske undersøgelser for at udvikle strategier beskytte mod disse komplikationer. Rotte CPB modeller er fordelagtig på grund af deres større omkostningseffektivitet, praktisk eksperimenterende processer, rigelige testmetoder i den genetiske eller protein niveauer og genetiske sammenhæng. De kan bruges til at undersøge den immun ordning aktivisering og syntese af proinflammatoriske cytokiner, kompliment aktivering og produktion af ilt frie radikaler. Rotte-modeller har været raffineret og gradvist er sket store dyre modeller. Her, beskriver vi en simpel CPB model uden transfusion og/eller inotrope agenter i en rotte. Denne gendannelsesmodel giver mulighed for undersøgelse af de langsigtede flere orgel sequelae af CPB.
Introduction
I 1953, Dr. John H. Gibbon Jr. med held udført den første hjertekirurgi bruger CPB1, og efterfølgende blev det en afgørende modalitet i hjerte-kar-kirurgi. Mens de teknikker og udstyr har været dramatisk raffineret, multi orgel komplikationer relateret til CPB stadig kompromittere resultatet af hjerte-kar-kirurgi, og kan påvirke postoperativ morbiditet og mortalitet2. CPB-relaterede organskader er forårsaget af immunsystemet aktivering og syntese af proinflammatoriske cytokiner, kompliment aktivering og produktion af ilt frie radikaler2. Dens Patofysiologi, men er ikke fuldt klarlagt.
Dyremodeller recapitulating den kliniske brug af CPB aktiverer afklaring af de patofysiologiske processer under og efter CPB; Dette kan lette prækliniske undersøgelser i at udvikle strategier til at undgå disse komplikationer. Siden Popovic mfl. første rapporteret en rotte CPB model i 19673, rotte CPB modeller har været raffineret, og har efterhånden taget i stedet for store dyr modeller på grund af omkostningseffektiviteten, praktisk eksperimenterende processer og et væld af testmetoder i genetiske og protein niveauer. Derudover kan indavlede rotter være genetisk identiske, reducere mulige biologiske bias.
Fabre mfl. først etableret en gendannelsesmodel, der tillod undersøgelsen af de langsigtede flere orgel sequelae af CPB4. Fordelene ved denne enkle overlevelse model er fleksibilitet (CPB flow og varighed), stabil forudsætning og reproducerbarhed i systemisk inflammation. Rotte CPB modeller er blevet afgørende for undersøgelse af terapeutiske strategier, der har til formål at forhindre flere orgel skade under CPB5, og forskellige modeller til simulering af de kliniske situationer under CPB er for nylig blevet udviklet. De Lange mfl. udviklet et hjertestop model, som kan bruges til at karakterisere de enzymatiske, genetiske og histologiske svar relateret til Myokardie skade7. Peters mfl. arrangeret myokardieinfarkt og kontrolleret reperfusion ved hjælp af en minituariseret CPB model til at analysere hjerte funktionssvigt gennem fokal iskæmi og reperfusion skade8. Jungwirth mfl. først etableret en dyb hypotermiske kredsløbssygdomme anholdelse (DHCA) model, som kan belyse den globale iskæmi og reperfusion skade af DHCA og understøtter potentielle neuroprotektive strategier6. Undersøgelser ved hjælp af DHCA undersøge indflydelsen af hypotermi, reperfusion, og/eller hæmolyse-udløst signalering begivenheder9. Dyb hypotermi kan påvirke aktivering og inaktivering af forskellige enzymer og veje og mekanismerne, der forbliver ukendt10. På den anden side skal hjertestop modeller eller hjertet iskæmi modeller bruges til at undersøge iskæmi og reperfusion hjerte skade. Disse forskellige rotte CPB modeller, der meget sammenfatte menneskelige CPB kan afsløre patologiske processer relateret til CPB og bidrage til at afbøde CPB-relaterede komplikationer.
Denne protokol viser en simpel CPB model uden transfusion eller inotrope agenter i en rotte. Denne model giver mulighed for undersøgelse af langsigtede flere orgel sequelae af CPB.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Før forsøget, bør alle rotter gives en uge til at acclimate. Alle kirurgiske procedurer på dyr bør gennemføres i overensstemmelse med retningslinjer for pleje og anvendelse af forsøgsdyr (www.nap.edu/catalog/5140.html) eller andre relevante etiske retningslinjer. Protokoller skal godkendes af dyrevelfærd Udvalget på den relevante institution, før du fortsætter. Alle efterfølgende procedurer skal udføres under aseptiske forhold.
1. forberedelse CPB kredsløb
Bemærk: Bære personlige værnemidler, herunder handsker, briller, og en ren pels eller engangs kjole.
- Opsætning af CPB kredsløb
- Tilslut PVC rør med en venøs reservoir, foruddesignede for CPB kredsløb, og en modificeret neonatal membran oxygenator som vist i figur 1. Sikre, at alle tilslutninger er tætte og ikke lækker vand.
- Angive en CPB kredsløb til rulle pumpe enhed ifølge producentens protokoller.
- Holde rulle pumpe med et højdejusterbart bord og justere bordets højde over 10 cm under den eksperimenterende skrivebord.
- Priming af CPB kredsløb
- Mix 12 mL hydroxyethylmethacrylat stivelsesopløsning med 0,1 mL af heparin og 0,5 mL af 7% natriumbikarbonat løsning til priming CPB kredsløb.
- Prime kredsløb med 11 mL af opløsningen priming med pumpe rullen forsigtigt roterende. Sætte en 18-gauge udluftning nål i reservoiret for udluftning luft.
- Ramte membran oxygenator flere gange til deair, med vippe oxygenator. Luften skal være tildækket helt for at undgå luft blodprop og utilstrækkelig iltning. Under priming kredsløb varme kredsløbet ved en elektrisk varmelampe på reservoiret.
2. procedure før CPB
Bemærk: Kirurgiske felt og enheder skal desinficeres med 70% alkohol eller en kvaternære ammonium sammensatte før brug.
- Anæstesi og animalske indstilling
- Bedøver en rotte med 3,0% isofluran-blandet luft indånding i en vaporizer. Rotten på et arbejde-stativ og intubate en 16-gauge kanyle ind i luftrøret. Følg dine lokale dyrs pleje retningslinjer vedrørende analgesi dosering og frekvens (f.eks.
buprenorphin 0,005 mg/kg s.c.)
Bemærk: Rotter skal være dyb anæstesi og miste reflekser. Respiration bør være rytmisk men ikke blive arresteret. - Overføre rotten til en operationsbordet, udstyret med en elektrisk varmepude. Start den mekaniske ventilation med 8 mL/kg tidalvolumen, respirationsfrekvens 70 cyklusser/min., og 30% af inspireret ilt brøkdel overvåges af lambda-sonden.
- Vedligeholde anæstesi med 1,5-2,0% isofluran, og med en ekstra administration af ketamin/xylazin på CPB indledning.
- Overvåge den rektal temperatur ved hjælp af rektal sonden. Opretholde normothermic kropstemperatur på 37 ° C ved at justere temperaturen på det varme pad og placere kredsløbet over varmelampe.
- Rotten i liggende stilling og strække de fire lemmer ved fastsættelse af med nåle. Overvåge puls ved at ECG elektrode needle til bilateralt skulder og venstre mave. Læg en fugtig gaze eller anvende oftalmologiske salve på øjnene at forhindre tørhed.
- Bedøver en rotte med 3,0% isofluran-blandet luft indånding i en vaporizer. Rotten på et arbejde-stativ og intubate en 16-gauge kanyle ind i luftrøret. Følg dine lokale dyrs pleje retningslinjer vedrørende analgesi dosering og frekvens (f.eks.
- Cannulation
- Efter desinfektion af overfladen af hele kroppen af sprayingby barbering sprøjtning 70% ethanol eller en anden antiseptisk opklaring, håret af en ragekniv på bilaterale lyskelymfeknuder region og lige cervikal region. Lokalanalgetika (såsom lidocain) bør anvendes før hud indsnit. Bemærk: som et alternativ, et kirurgisk krat af webstedet snit kan bruges i stedet for hele kroppen spray 70% ethanol til at undgå et fald i kropstemperaturen.
- Incise hud (ca. 5 mm) på de bilaterale lyskelymfeknuder regioner og lige cervikal region af saks og ligefremt dissekere væv for at udsætte højre vigtigste femoralis arterie. Adskille arterie omhyggeligt fra vene og nerve i nærheden. Ligate for enden af fælles femorale arterie ved 4-0 silke og eksponering af spænding.
- Cut arterievæggen (ca. 1 mm) af ret almindelige femorale arterie ved micro saks i vinkelrette retning til arterie, og omhyggeligt kanyleres en 24-gauge intravenøse kateter fra snit til en dybde af 1 cm til overvågning af systemisk arteriel pres og analysere gas partialtrykket i arterielt blod.
- Administrere heparin natrium (500 IE/kg) fra kateteret.
- Følg trin 2.2.2 og 2.2.3 til kanyleres en 24-gauge intravenøse kateter ind i venstre fælles femoralis arterie som en arteriel infusion linje for CPB kredsløb.
- Indsæt en 17-gauge multi blænde angiocatheter i den lige interne halsfedt og rykke det ind i højre atrium og ringere vena cava (IVC). Skub ikke kateteret omtrent som fartøjet kan nemt bryde. Tilslut kateteret til CPB kredsløb for venøs dræning.
- Dække hver kanylerede region med en fugtig gaze til at undgå forurening.
3. procedure under CPB
- Levere 100% ilt gas til oxygenator på 0,8 L/min under CPB og mindske respirationsfrekvens til 30 cykler/min. Arteriel oxygen partialtrykket er påkrævet fra 200 til 400 mmHg.
- I begyndelsen af CPB, skal du øge indstillingen temperatur varme pad til det maksimale, 42 ° C, for at afbøde de umiddelbare dråbe af kropstemperaturen efter CPB indledning. Justere indstillingen temperaturen til 37 ° C, når kropstemperaturen vender tilbage til 36 ° C.
- Omhyggeligt starte CPB flow og holde øje med mængden af blodet i reservoir. En tom reservoir kan forårsage luft emboli. Hvis mængden af blod i reservoiret falder, sænke pumpe flow ved at justere Tabelhøjden, eller ændre placeringen af dræning kateter. Ikke re-holdning den venøse afløb kateter, som nemt kan forårsage perforation af højre atrium og/eller arytmi.
- Øge og holde pumpe flow på 100 mL/kg/min, mens den gennemsnitlige blodtryk opretholdes på 70 mmHg. Når den relevante blodtryk opretholdes, er en lille mængde af mindst 1 mL i reservoiret acceptabel. Hvis der er mindre end 1 mL af blodet i reservoir, kan det forårsage emboli luft i organer.
- Hvis blodtrykket er ustabil, tilføje 2-3 mL af opløsningen, priming til kredsløb (det kan forårsage anæmi efter CPB).
4. procedure efter CPB
- Klemme det venøse afløb rør og fjerne det fra kredsløbet. Indgyde den resterende blod i kredsløbet gradvist at arterie at opretholde blodtryk.
- Øge respirationsfrekvens til 70 cyklusser/min..
- Fjern venøs dræning kateter og venstre arteriel kateteret, derefter ligate fartøj i den proksimale og distale site.
- Fjerne den arterielle linje fra den rigtige femorale arterie 60 min efter slutningen af CPB.
- Clean hvert sår med saltvand og lukke såret med suturer.
- Ende anæstesi og extubate intratrakeal tube efter indskrivning den spontane vejrtrækning af dyret.
- Administrere varmede steril isotonisk væsker, og bruge en heat mat og elektriske varmelampe til at holde dyrene varme. Tjekke betingelserne for dyret ofte indtil recovery fra anæstesi. Yde respiratorisk støtte når det er påkrævet. Bemærk: Når dyret begynder at flytte rundt, varmekilde bør fjernes fra en del af buret så dyr at vælge den varme eller kold side.
- Holde dyr bortset fra virksomhed af andre dyr indtil respiration fuldt ud genvinder. Kommer ikke tilbage dyret til virksomheden før fuld helbredelse.
- Kontrollere mad og vand indtaget efter genopretning fra anæstesi og yde passende ernæringsmæssig støtte. Administrere analgetika og kontrollere for tegn på ubehag eller smerter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Figur 1 viser den hele CPB kredsløb. De fysiologiske variabler i denne model er vist i figur 2, og omfatter rektal temperatur, mener arterielle blodtryk og puls. Figur 3 viser arterielt blod gas analyser under CPB, herunder partialtrykket af arteriel oxygen partialtrykket af arterielle kuldioxid, hæmatokrit, base overskydende, serum udtryk af kalium og potentiale for brint. Under hele proceduren var puls og middel-arterielt tryk stabil. Rektal temperatur og hæmatokrit faldt i begyndelsen af CPB på grund af blodfortynding forårsaget af priming volumen. Partialtrykket af arteriel ilt steget betydeligt under CPB på grund af membran iltning. Repræsentative hæmatoxylin og eosin farvning billeder af lungerne er vist i figur 4, som indeholder billeder af gruppen CPB (fig. 4B, D) og sham operation gruppe (figur 4A, C) og nøgletal af PaO2 / FiO2 efter CPB sammenlignet med oprindeligt (figur 4E). For interstitiel ødem, inflammatoriske celle infiltration og blødning konstateredes en betydelig forskel i gruppen CPB. Figur 5 viser serumkoncentrationen af tumor nekrose faktor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6) og høj mobilitet gruppeniveauer boks 1 (HMGB1) efter CPB.
Figur 1 : The CPB kredsløb. Hele CPB kredsløbet består af et reservoir (8 mL), en membran oxygenator med en priming volumen af 3.3 mL, og en rulle pumpe. Alle dele er forbundet via PVC rør, herunder en venøse afløb linje (udvendig diameter (OD), 3,3 mm, indvendig diameter (ID), 2 mm, ca. 1,4 mL), en arteriel linie (OD, 2 mm; ID, 1,2 mm; omkring 1,2 mL) og et rør montering pumpe roller (OD, 6,6 mm; ID, 4,5 mm; omkring 2,8 mL). Samlede priming volumen er 11 mL herunder ca 3 mL i reservoiret. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 : Fysiologiske variabler. Fysiologiske variabler under og efter CPB, herunder (A) rektal temperatur, (B) middel-arterielt blodtryk og hjertefrekvens (C) (n = 6). Punkter og fejllinjer præsenteres som middelværdi og standardafvigelse. CPB, hjertemassage bypass; Pre, før CPB; CPB X, X min efter indledningen af CPB; Post X, X min efter slutningen af CPB. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3 : Arterielt blod gas analyser. Arterielt blod gas analyser under og efter CPB. (A) partialtrykket af arteriel ilt, (B) partialtrykket af arterielle kuldioxid, (C) hæmatokrit, (D) base overskydende, (E) serum udtryk for kalium, og (F) potentiale af hydrogen (n = 6). Punkter og fejllinjer præsenteres som middelværdi og standardafvigelse. CPB, hjertemassage bypass; Pre, før CPB; CPB X, X min efter indledningen af CPB; Post X, X min efter slutningen af CPB. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4 : Histologisk analyse for lungerne. Repræsentative hæmatoxylin og eosin farvning billeder for gruppen sham operation (A, C) og hjertemassage bypass udført gruppe (B, D). 4 h efter CPB. Sværhedsgraden af respiratorisk distress var korreleret til grad af patologiske fund i ødem og blødning. Skala barer; 50 µm (a, B), 1 mm (C, D). (E) forholdet mellem PaO2/FiO2 efter CPB sammenlignet med oprindeligt i sham og kontrolgruppen (n = 6 i hver gruppe). Punkter og fejllinjer præsenteres som middelværdi og standardafvigelse. p < 0,01 vs Sham gruppe. CPB, hjertemassage bypass; PaO2, partialtrykket af arteriel ilt; FiO2, brøkdel af inspireret ilt; Post X, X min efter slutningen af CPB. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5 : Evaluering af inflammatoriske respons i serum. Serumkoncentrationen af (A) tumor nekrose faktor-α (TNF-α), (B) interleukin-6 (IL-6) og (C) høj mobilitet gruppeniveauer boks 1 (HMGB1) efter CPB. n = 5 for hver gruppe: humbug og CPB gruppen, rotter gennemgår CPB. Punkter og fejllinjer præsenteres som middelværdi og standardafvigelse. p < 0,05, †p < 0,001 vs Sham gruppe. CPB, hjertemassage bypass; Post X, X min efter slutningen af CPB. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I denne rotte CPB model, serum og lunge udtryk niveauer af inflammatoriske cytokiner og HMGB-1, en nøgle transskription faktor, der regulerer de inflammatoriske respons, dramatisk øget efter CPB. Tidligere kliniske studier viste at serum sekretion af HMGB-1-niveau er forhøjet i patienter i hjerte-kar-kirurgi11, og peak serum HMGB-1 niveau under CPB var forbundet med mere alvorlige systemiske inflammatoriske respons syndrom og lunge iltning værdiforringelse efter CPB12. Derudover er serum HMGB-1-niveau en uafhængig biomarkør at forudsige intensivafdeling dødelighed hos patienter med svær lungebetændelse og Akut respiratorisk distress syndrom (ARDS)13. Svær CPB-relaterede ARDS forbundet med inflammatoriske cytokiner og HMGB-1 aktivering er med held simuleres ved denne rotte CPB model.
Talrige undersøgelser på CPB-relaterede systemisk inflammation er blevet gennemført i rotte modeller på grund af deres nytte for at undersøge de systemiske inflammatoriske respons, herunder proinflammatoriske cytokin udtryk14, nukleare kappa B aktivering15, neutrofile aktivering af adhæsion molekyler16, og matrix metalloproteinase-9 aktiviteter17. Oxidativ stress som aktivering af HO-1 protein under CPB er også blevet undersøgt ved hjælp af rotte CPB modeller18.
Rotte CPB model er for nylig blevet udviklet i forskellige procedurer til at simulere de kliniske situationer af komplikationer fra CPB. De enzymatiske, genetiske og histologiske virkninger for myokardiet kan undersøges af et hjertestop model7. Desuden er en DHCA model rapporteret at afsløre de mekanismer, der er forbundet med negative cerebrale resultatet efter aorta thoraxkirurgi og undersøge potentielle neuroprotektive strategier6. Disse modeller, baseret på konventionelle rotte CPB model, er værdifuldt at evaluere de forskellige virkninger af CPB, nøje efterligne kliniske situationer i hjerte-kar-kirurgi.
Overlevelsesraten for denne model afhænger investigators tekniske forbedring. De mest kritiske faktorer relateret til sygelighed blødning under adskillelsen af fartøjer, cardiac brud og retroperitoneum hæmatom, som generelt opstår fra tekniske fejl. God eksponering, passende spænding til fartøjer og blid cannulation er kirurgisk krav til succes. Holde det gennemsnitlige blodtryk i mindst 60 mmHg ved at kontrollere reserverede blod og yderligere løsning er vigtigt for at undgå ekstreme anæmi og nedre lemmer mangel. Air blodprop i tarmen og/eller andre abdominale organer er også afgørende for at undgå; Når dette sker, kan ikke at proceduren fuldføres.
I tidlige praksis af disse procedure, færdiggørelsen af CPB er ca. 20% på grund af vanskeligheder i cannulation, og op til 10% overlevelse 4 h efter CPB. Efter erfaringerne med 20 modeller, overlevelsesraten dramatisk forbedret til næsten 80% på grund af den stabile Hæmodynamik under model forberedelse.
Begyndelsen af oprettelse af denne model var samlede volumen af CPB kredsløbet 3 mL, som er højere end denne. Derfor, den overdrevne kolloid volumen induceret kritiske anæmi under CPB (betyde hæmatokrit: 14,7%)19. Ved faldende CPB kredsløbet volumen og kirurgisk blødning, øget hæmatokrit under CPB dramatisk 21,3%, hvilket må bevare stabile Hæmodynamik.
17-gauge multi blænde er meget velegnet til cannulation fra den interne halsfedt til IVC gennem højre atrium, på grund af dens passende længde og blødhed, som forhindrer iført ud af venøse væggen. Desuden, den multi blænde og tilstrækkelig indre diameter giver tilstrækkelig venøs tilbagevenden og en høj succesrate. At indføre kateteret i IVC er teknisk vanskelig på grund af dens blinde måde og ville nemt perforere venøs eller atrielle væggen.
Arteriel cannulation for arteria femoralis rotter tendens til at forårsage lemmer iskæmi i forhold til hale arterie eller halspulsåren20. Vores erfaring, kan ustabilitet af Hæmodynamik (gennemsnitlig BP er mindre end 60 mmHg), ligatur af den dybe femorale arterie, og kritiske anæmi forårsage alvorlige ben skader. Opretholde blodtryk, cannulating en højere region af fælles femoralis arterie og holde en højere hæmatokrit er alle løsninger til at forhindre lemmer iskæmi forårsaget af den medfødte rige sikkerhedsstillelse perfusion af rotter.
Undgåelse af katekolamin og blodtransfusion er nødvendigt at præcist undersøge hæmodynamiske, biokemiske og/eller fysiologiske reaktioner i test materialer og interventioner. Der er ikke behov for vasopressor og transfusion på alle under proceduren i vores model. Dyb anæstesi øger frigivelsen af inflammatoriske cytokiner og efterfølgende forringes orgel funktion21. Passende anæstesi dybde, jævn og skånsom cannulation af animalske luftrøret for intubation og femorale arterie cannulation for blodtryk overvågning uden blødning er vigtigt før indledningen af CPB. Hvis der er hæmodynamiske ustabilitet før indledningen af CPB, faldt succesrate bemærkelsesværdigt. Under CPB, skal strømningshastigheden af CPB opretholdes ved at justere mængden i reservoiret. 60 min. efter indledningen af CPB kræves forsigtig tilsaetning af volumen (1-3 mL saltvand) på grund af de hæmodynamiske ustabilitet af inflammatoriske processer. Men tilsætning af overdreven kolloid mængde forårsager anæmi, hvilket kan føre til ustabile forhold. Efter CPB, blod i CPB kredsløb, skal returneres til rotte forsigtigt i 30 min. ustabilitet efter CPB betyder, at der er potentielle sygelighed som iskæmi i lemmer eller tarmen.
Egnet anæstesi dybden er et af tips i denne model at reducere dødelighed og sygelighed. Inhalant anæstetika give tilstrækkelig kontrol af dybde og varighed af anæstesi. Når vi intubate en kanyle til luftrøret, skal rotter være dyb anæstesi nok til at miste reflekser. Respiration bør være rytmisk men ikke blive arresteret. Respirationsstop angiver ekstremt dybe anæstesi, hypotension og/eller forestående død, som forårsager systemisk inflammation. Contrarily, forårsager utilstrækkelig anæstesi mere stress til dyret. Under CPB er krop bevægelse af dyret afgørende for at reducere på grund af mulig utilsigtet fjernelse af cannulas. Kontrollerende isofluran vaporizer ved overvågning af puls, blodtryk og brystet væg bevægelse er påkrævet under proceduren. Ved indledningen af CPB kan blodkoncentration af isofluran falde fra dilatation PRIMES volumen. Yderligere intraperitoneal pentobarbital kan tillade stabil dybde af anæstesi.
Postoperative infektioner i rotter vil medføre talrige ændringer i fysiologiske parametre22. En lang overlevelse model kræver strenge vedligeholdelse i sterile forhold under proceduren. Et separat rum og en ren arbejder området for aseptiske procedurer, der er ønskeligt. Kirurgiske felt og enheder skal desinficeres med 70% alkohol eller en kvaternære ammonium sammensatte før brug. Hvert materiale, som sandsynligvis påvirker forurening, som cannulas, løsninger og suturmaterialer, skal være i en steril pack. Under CPB forhindrer der dækker den kirurgiske felt med fugtig lille gaze websteder fra potentielle kilder til forurening. Før du lukker sårene, er at fjerne blod fra såret og skylle det med sterilt vand nødvendige for at undgå sårinfektion. Vores erfaring, har ingen sårinfektion opstod 24 timer efter operationen.
Der er begrænsninger af denne CPB model i det ikke helt efterligne kliniske situationer. For det første, denne hjerte slå model udstiller pulsatile flow, som er forskellig fra kliniske hjertekirurgi med anholdt hjerte. For det andet, denne model kan gennemføres uden torakotomi, og dette ville ikke fuldt reproducere kliniske CPB med median torakotomi, hvilket fører til massive blødning under den kirurgiske procedure.
Afslutningsvis, tillader dette opsving CPB model undersøgelser af tidlige - og lang sigt flere organskader tilknyttet CPB. Store fordele ved denne model omfatter reduktion af mulig bias ved blodtransfusioner, vasopressors eller inotrope agenter. Denne model er velegnet til at undersøge terapeutiske strategier med henblik på at hindre flere orgel skade i CPB.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle forfattere har intet at oplyse om kommerciel support.
Acknowledgments
Opskrivning er udvidet til Dr. T. Taki og Dr. M. Funamoto for deres tekniske support.
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).
