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Immunology and Infection

수혈 또는 쥐 Inotropic 에이전트 없이 복구 심폐 바이패스 모델

Published: March 23, 2018 doi: 10.3791/56986

Summary

여기, 선물이 수혈 또는 쥐 inotropic 에이전트 없이 단순 복구 심폐 바이패스 모델을 설명 하는 프로토콜. 이 모델의 장기 연구 심폐 바이패스의 여러 기관 sequelae 수 있습니다.

Abstract

심장과 폐 우회 (CPB) 심장 혈관 수술에 필수 되지 않습니다. CPB 기술 및 장치, 다중 장기 합병증의 극적인 세련미에도 불구 하 고 장기간에 관련된 형사 요 아직도 심장 혈관 수술의 결과 손상 하 고 수술 후 사망률 및 사망을 악화 시킬 수 있습니다. CPB의 임상 사용 업과 동물 모델 CPB, 하는 동안 발생 하는 병 태 생리 프로세스의 설명을 사용 하 고 이러한 합병증을 방지 하는 전략을 개발 하기 위해 전 임상 연구를 촉진. 쥐 CPB 모델은 유리한 그들의 더 큰 비용 절감 효과, 편리한 실험 과정, 풍부한 테스트 방법에서 유전자 또는 단백질 수준, 및 유전 일관성. 그들은 면역 체계 활성화 및 proinflammatory cytokines, 칭찬 활성화 및 산소 자유 래 디 칼의 생산의 종합 조사를 위해 사용할 수 있습니다. 쥐 모델 정제 그리고 점차적으로 큰 동물 모델의 자리를 차지 하는 있다. 여기, 우리는 수혈 또는 쥐 inotropic 에이전트 없이 간단한 CPB 모델을 설명합니다. 이 복구 모델의 장기 연구 CPB의 여러 기관 sequelae 수 있습니다.

Introduction

1953, CPB1을 사용 하 여 첫 번째 심장 수술 박사 존 H. 긴팔원숭이 주니어에 성공적으로 수행 하 고 이후에 심장 혈관 수술에 필수적인 적임 되었다. 동안 기술 및 장치 극적으로 세련 된, CPB에 관련 된 다중 장기 합병증 여전히 손상, 심장 혈관 수술의 결과 그리고 수술 후 병 적 상태와 사망률2에 영향을 미칠 수 있습니다. CPB 관련 장기 손상 면역 체계 활성화 및 proinflammatory cytokines, 칭찬 활성화 및 산소 자유 래 디 칼2의 생산의 합성에 의해 발생 합니다. 그러나 그 이상,, 하지 되었습니다 완전히 해명 했습니다.

CPB의 임상 사용 업과 동물 모델 및 그 이후 CPB; pathophysiological 프로세스의 명확한 활성화 이 이러한 합병증을 피하기 위해 전략 개발에 전 임상 연구를 용이 하 게 수 있습니다. 이후 Popovic . 처음 보고 쥐 CPB 모델 19673, CPB 쥐 모델 세련 된, 그리고 점차적으로 더 큰 비용 절감 효과, 편리한 실험 과정 및 실험 방법에의 한 과다 큰 동물 모델의 장소를 유전 찍은 것과 단백질 수준입니다. 또한, 타고 난된 쥐 유전으로 동일한, 가능한 생물 학적 편견을 줄일 수 있습니다.

파브르 . 처음 형사 요4의 여러 기관 sequelae 장기의 연구를 허용 하는 복구 모델 설립. 이 간단한 생존 모델의 장점은 유연성 (CPB 흐름 및 기간), 안정 된 중요 한 상태 및 재현성 조직의 염증입니다. 쥐 CPB 모델 CPB5, 동안 다중 장기 부상을 방지 하기 위해 목표로 치료 전략의 조사에 대 한 중요 한 되고있다 그리고 CPB 동안 임상 상황을 시뮬레이션을 위한 다양 한 모델이 최근에 개발 되었습니다. 드 랭 . 심근 상해7에 관련 된 효소, 유전자, 그리고 조직학 응답 하 사용 될 수 있는 심장 마비 모델 개발. 피터 외 알. 심근 경색과 심장 disfunction 초점 국 소 빈 혈과 reperfusion 상해8통해 분석 하는 소형된 CPB 모델을 사용 하 여 제어 reperfusion 배열. Jungwirth . 먼저 깊은 저체온증이 순환 체포 (DHCA) 모델, DHCA 및 잠재적인 신경 전략6글로벌 국 소 빈 혈과 reperfusion 상해 명료 수 있는 설립. DHCA를 사용 하 여 연구 조사 저체온증, reperfusion, 혈-트리거 신호 이벤트9의 영향. 깊은 저체온증 활성화와 다양 한 효소의 비활성화에 영향을 미칠 수 있습니다 하 고 통로 기계 장치 알 수 없는10유지. 다른 한편으로, 심장 마비 모델 또는 심장 허 혈 모델 국 소 빈 혈과 reperfusion 심장 상해를 조사 하기 위해 사용 되어야 한다. 이러한 다양 한 쥐 CPB 모델을 매우 인간의 CPB 정리 CPB에 관련 된 병 적인 과정을 공개 하 고 CPB 관련 합병증을 줄일 수 있습니다.

이 프로토콜에서는 수혈 또는 쥐 inotropic 에이전트 없이 간단한 CPB 모델을 보여 줍니다. 이 모델은 장기간의 연구에 대 한 여러 기관 sequelae를 CPB의 수 있습니다.

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Protocol

실험 전에 모든 쥐 주어져야 한다 1 주일 적응. 동물에 모든 외 과적 치료 및 실험 동물 사용 (www.nap.edu/catalog/5140.html) 또는 다른 적절 한 윤리 지침에 대 한 가이드에 따라 밖으로 실행 한다. 프로토콜 진행 하기 전에 해당 교육 기관에서 동물 복지 위원회에 의해 승인을 받아야 한다. 모든 후속 절차는 무 균 조건 하에서 수행 되어야 합니다.

1. CPB 회로 준비

참고: 장갑, 안경, 그리고 깨끗 한 코트 또는 일회용 가운 등 개인 보호 장비를 착용 하십시오.

  1. CPB 회로의 설정
    1. CPB 회로를 그림 1에 표시 된 대로 수정된 신생아 막 oxygenator 미리 정 저수지와 폴 리 염화 비닐 튜브를 연결 합니다. 모든 연결 꽉 물 누설 하지 않습니다 확인 합니다.
    2. CPB 회로 제조 업체의 프로토콜에 따라 롤러 펌프 장치에 설정 합니다.
    3. 높이 조절 테이블에 롤러 펌프를 유지 하 고 실험 책상 아래 10 cm 테이블의 높이 조정 합니다.
  2. CPB 회로의 못쓰게
    1. 헤 파 린 그리고 CPB 회로 못쓰게 위한 7% 나트륨 중 탄산염 해결책의 0.5 mL 0.1 mL와 hydroxyethyl 전 분 용액의 혼합 12 mL
    2. 부드럽게 회전 하는 펌프 롤러 못쓰게 솔루션의 11 mL와 회로 프라임. 공기를 배기에 대 한 저수지로 18-게이지 배기 바늘을 넣어.
    3. 기울이기는 oxygenator와 deair를 막 oxygenator를 여러 번을 누르십시오. 공기 공기 색 전 증 및 부족 한 산소를 완전히 왜곡 해야 합니다. 회로 못쓰게 동안 저수지에 설정 하는 전기 열 램프에 의해 회로 열.

2입니다. CPB의 앞에 절차

참고: 외과 분야와 장치는 70% 알콜 또는 사용 하기 전에 비밀이 암모늄 화합물에 의해 소독 되어야 한다.

  1. 마 취 및 동물 설정
    1. 3.0 %isoflurane 혼합 공기 흡입은 기화 기에서와 쥐를 anesthetize 작업 대에 쥐를 설정 하 고 기도로 16 게이지 정을 넣어야. (예: 진통 노출량 및 주파수에 관한 당신의 현지 동물 보호 지침에 따라
      buprenorphine 0.005 mg/kg 사우스 캐롤라이나)
      참고: 쥐 깊은 마 취에 하 고 반사를 잃게 해야 합니다. 호흡 리듬 되어야 하지만, 체포 되지.
    2. 전기 열 패드와 장비 운영 테이블에 쥐를 전송 합니다. 해 양의 8 mL/kg, 70 사이클/분, 호흡 비율과 산소 센서에 의해 모니터링 영감된 산소 분수의 30%와 기계 환기를 시작 합니다.
    3. 1.5-2.0% isoflurane CPB 개시에서 케 타 민/xylazine의 추가 관리와 마 취를 유지 합니다.
    4. 직장 프로브를 사용 하 여 직장 온도 모니터링 합니다. 열 패드의 온도 조정 하 고 열 램프 회로 배치 여 normothermic 37 ° C의 온도 유지 합니다.
    5. 부정사 위치에 쥐를 설정 하 고 바늘을 고정 하 여 4 개의 팔 다리를 스트레칭. 양측 어깨와 왼쪽된 복 부를 ECG 전극 바늘을 설정 하 여 심장 박동을 모니터링 합니다. 촉촉한 거 즈를 배치 하거나 건조를 방지 하기 위해 눈에 안과 연 고를 적용 합니다.
  2. Cannulation
    1. Sprayingby 70% 에탄올 또는 다른 살 균 솔루션을 살포에 의해 전신의 표면 소독 후 양측 사 타 구니 지역에 바로 자 궁 경부 지역 면도칼으로 머리를 면도. (Lidocaine) 등 현지 마 취약 피부 절 개를 하기 전에 사용 해야 합니다. 참고: 대안, 절 개 사이트의 수술 스크럽 대신 몸 전체 사용할 수 있는 온도 있는 하락을 피하기 위해 70% 에탄올 스프레이.
    2. 가 위 여 양자 사 타 구니 지역과 바로 자 궁 경부 지역에 피부 (약 5 m m)를 incise 하 고 퉁 명 스럽게 노출 바로 주요 대 퇴 동맥을 조직 해 부. 정 맥과 신경 근처에서 동맥을 신중 하 게 구분 합니다. 4-0 실크 및 노출에 의해 긴장으로 일반적인 대 퇴 동맥의 끝에 선.
    3. 마이크로 위 동맥, 수직 방향에 의해 바로 일반적인 대 퇴 동맥의 동맥 벽 (약 1 m m) 고 신중 하 게 cannulate 24 게이지 정 맥 카 테 터 절 개에서 조직의 동맥을 모니터링 하기 위한 1 cm의 깊이에 압력과 가스 부분 압력 동맥 혈액에서을 분석.
    4. 카 테 터에서 헤 파 린 나트륨 (500 IU/kg)을 관리 하 고
    5. 2.2.2, 2.2.3 CPB 회로 동맥 주입 라인으로 일반적인 왼쪽된 대 퇴 동맥으로 24 게이지 정 맥 카 테 터를 cannulate를 단계를 따릅니다.
    6. 17-게이지 멀티 오리 피스 angiocatheter 바로 내부 경 정 맥으로 삽입 하 고 오른쪽 아 트리 움 및 열 등 한 베 나 정 맥 (IVC)으로 사전. 카 테 터를 밀어 하지 않습니다 약 그릇을 쉽게 끊을 수 있다. 정 맥 배수 장치를 위한 CPB 회로에 카 테 터를 연결 합니다.
    7. 오염을 방지 하는 촉촉한 거 즈와 cannulated 각 영역을 커버.

3입니다. CPB 중 절차

  1. CPB 동안 0.8 L/분 oxygenator를 100% 산소 가스를 전달 하 고 30 사이클/분 호흡 속도 감소. 동맥 산소 부분 압력은 200에서 400 mmHg에 필요 합니다.
  2. CPB의 처음부터, CPB 개시 후는 체온의 즉각적인 드롭 완화 최대 42 ° C에 열 패드의 온도 설정을 늘립니다. 신체 온도 36 ° c.에 반환 될 때 설정 온도 37 ° C를 조정
  3. 조심 스럽게 CPB 흐름을 시작 하 고 저수지에서 혈액의 볼륨에 대 한 감시. 빈 저수지는 공기 색 전 증을 일으킬 수 있습니다. 저수지에서 혈액의 볼륨 감소, 테이블 높이 조정 하거나 배수 카 테 터의 위치를 변경 하 여 펌프 흐름을 낮은. 다시 쉽게 오른쪽 아 트리 움 및 부정맥의 천공을 발생할 수 있습니다 정 맥 배수 테를 배치 하지 마십시오.
  4. 증가 하 고 100 mL/kg에서 펌프 흐름을 유지/분, 평균 혈압은 70 mmHg에서 유지 하는 동안. 적절 한 혈압을 유지 하 고, 저수지에서 적어도 1 mL의 작은 볼륨 허용 됩니다. 저수지에서 혈액 1 mL 미만 있는 경우에, 그것은 장기에 공기 색 전 증을 발생할 수 있습니다.
  5. 혈압 안정 하지 않으면 (는 CPB 후 빈 혈 발생할 수 있습니다) 회로를 못쓰게 솔루션의 2-3 mL를 추가 합니다.

4입니다. CPB 후 절차

  1. 정 맥 배수 튜브 클램프 고 회로에서 그것을 제거 합니다. 점차적으로 혈압을 유지 하기 위해 동맥 회로에서 나머지 혈액 달 이다.
  2. 70 사이클/분 호흡 속도 증가.
  3. 배수 정 맥 카 테 터와 왼쪽된 동맥 카 테 터 제거 후 원심 인접 사이트에 있는 배를 선.
  4. CPB의 끝 후에 60 분 오른쪽 대 퇴 동맥에서 동맥 선을 제거 합니다.
  5. 식 염 수와 각 상처를 청소 하 고 봉합 상처를 닫습니다.
  6. 동물의 자연 스러운 호흡을 확인 한 후 마 취와 extubate intratracheal 튜브를 끝.
  7. 따뜻하게 살 균 isotonic 체액을 관리 하 고 열 매트와 전기 열 램프를 사용 하 여 동물을 따뜻하게. 마 취에서 회복까지 자주 동물의 상태를 확인 합니다. 필요한 경우 호흡기 지원을 제공 합니다. 참고: 동물 시작 되 면 주위를 움직이고, 열원 수 있도록 따뜻한 또는 차가운 쪽을 선택 하는 동물 감 금 소의 부분에서 제거 한다.
  8. 호흡이 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사를 제외 하 고 동물을 유지. 전체 복구까지 회사에 동물을 반환 하지 않습니다.
  9. 마 취에서 회복 후에 음식 및 물 섭취 량을 확인 하 고 적절 한 영양 지원을 제공. 진통제를 관리 하 고 불편 이나 통증의 흔적을 확인.

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Representative Results

그림 1 에서는 전체 CPB 회로. 이 모델에서 생리 적 변수 그림 2에 표시 됩니다 그리고 직장 온도 포함, 동맥 혈압, 심장 박동을 의미. 그림 3 CPB, 동맥 산소의 부분 압력, 동맥 이산화탄소가, 기본 초과, 혈 청 칼륨, 표현 및 수소의 잠재력의 부분 압력을 포함 하 여 동안 동맥 혈 가스 분석을 보여준다. 절차를 통해 심장 박동 및 평균 동맥 압력 안정 했다. 직장 온도가 못쓰게 볼륨에 의해 발생 하는 hemodilution 때문에 CPB의 시작 부분에서 감소. 동맥 산소의 부분 압력은 크게 막 산소 때문 CPB 동안 증가. 대표 되며 및 폐의 이미지를 얼룩 오신 그림 4, CPB 그룹 (그림 4B, D)와 (그림 4A, C), 가짜 가동 그룹의 이미지와 파 오2 의 비율을 포함에 나와 있습니다. / CPB 후 FiO2 (그림 4E) 기준선과 비교합니다. 간 질 성 부 종, 염증 성 세포 침투, 및 출혈, 상당한 차이가 CPB 그룹에서 관찰 되었다. 그림 5 CPB 후 종양 괴 사 인자-α (TNF-α), 인터 루 킨-6 (일리노이-6), 그리고 높은 이동성의 혈 청 농도 그룹 상자 1 (HMGB1) 수준을 보여 줍니다.

Figure 1
그림 1 : The CPB 회로. 저수지 (8 mL), 3.3 mL, 그리고 롤러 펌프의 못쓰게 볼륨 막 oxygenator 전체 CPB 회로 의하여 이루어져 있다. 폴 리 염화 비닐 관, 정 맥 배수 라인 등을 통해 연결 되는 모든 부품 (외경 (OD), 3.3 m m, 내경 (ID), 2 mm, 약 1.4 mL), 간선 (OD, 2 mm; ID, 1.2 m m; 약 1.2 mL)와 튜브 연결 펌프 롤러 (OD, 6.6 m m; ID, 4.5 m m; 약 2.8 mL). 총 못쓰게 볼륨 저수지에서 약 3 mL를 포함 하 여 11 mL 이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 : 생리 적 변수. 및 그 이후 CPB, (A) 직장 온도, (B) 평균 동맥 혈압, 및 (C) 심장 박동을 포함 하 여 생리 적 변수 (n = 6). 점과 오차 막대 평균 및 표준 편차로 표시 됩니다. CPB, 심폐 우회; CPB; 전에 예약 CPB X, CPB;의 개시 후 분 X CPB의 끝 후에 분 X X, 게시. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 : 동맥 혈 가스 분석. 동맥 혈 가스 분석 및 그 이후 CPB입니다. (A) 부분 압력 동맥 산소, (B) 부분 압력 동맥 이산화탄소, (C)가, (D) 기본 초과, (E) 혈 청 칼륨의 표현과 수소의 (F) 잠재력의의 (n = 6). 점과 오차 막대 평균 및 표준 편차로 표시 됩니다. CPB, 심폐 우회; CPB; 전에 예약 CPB X, CPB;의 개시 후 분 X CPB의 끝 후에 분 X X, 게시. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4 : 폐 조직학 분석. 대표 되며 고 오신 얼룩 가짜 작업 그룹에 대 한 이미지 (A, C) 와 심폐 바이패스 수행 그룹 (B, D). CPB 후 4 h입니다. 호흡 곤란의 심각도 부 종 및 출혈 병 적인 결과의 범위에 상관 했다. 스케일 바; 50 µ m (A, B), 1 m m (C, D). (E) 파 오2/FiO2 CPB 가짜 그룹과 통제 그룹에 기준선과 비교 후의 비율 (n = 6 각 그룹에서). 점과 오차 막대 평균 및 표준 편차로 표시 됩니다. p < 0.01 가짜 그룹 대. CPB, 심폐 우회; 파 오2, 동맥 산소의 부분 압력 FiO2, 분수의 영감된 산소; CPB의 끝 후에 분 X X, 게시. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5 : 혈 청에 선 동적인 응답의 평가. CPB 후 (A) 종양 괴 사 인자-α (TNF-α), (B) 인터 루 킨-6 (일리노이-6), 그리고 (C) 높은 기동성 그룹 상자 1 (HMGB1) 레벨의 혈 청 농도. n = 각 그룹에 대 한 5: 사기 그룹 및 CPB 그룹, CPB 겪고 쥐. 점과 오차 막대 평균 및 표준 편차로 표시 됩니다. p < 0.05, †p < 0.001 가짜 그룹 대. CPB, 심폐 우회; CPB의 끝 후에 분 X X, 게시. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

이 쥐 CPB 모델 HMGB-1, 선 동적인 응답 조절 핵심 전사 인자와 염증 성 cytokines의 혈 청 및 폐 식 수준 CPB 후 극적으로 증가 했다. 이전 임상 연구 보여주었다 HMGB-1 레벨의 혈 청 분 비 환자 심혈 관 수술11에 상승 그리고 CPB 동안 피크 혈 청 HMGB-1 레벨은 더 심각한 조직의 염증 반응 증후군과 연관 그리고 CPB12후 폐 산소 장애. 또한, 혈 청 HMGB-1 레벨은 심한 폐 렴과 급성 호흡 곤란 증후군 (아즈)13를 가진 환자에서 환자 실 사망률을 예측 하는 독립적인 바이오 마커. HMGB-1 활성화는 성공적으로이 쥐 CPB 모델에서 시뮬레이션 및 심각한 형사 요 관련 아즈 염증 성 cytokines와 관련.

CPB 관련 조직의 염증에 대 한 수많은 연구 조사 proinflammatory cytokine 식14, 핵 카파 B 포함 하 여 조직 선 동적인 응답에 대 한 그들의 유용성 때문에 쥐 모델에서 실시 되었습니다. 활성화15, 접착 분자16, 및 매트릭스 metalloproteinase-9 활동17호 중구 활성화. CPB 중 호-1 단백질의 활성화와 같은 산화 스트레스 또한 쥐 CPB 모델18를 사용 하 여 조사 했다.

최근 쥐 CPB 모델 CPB에서 합병증의 임상 상황을 시뮬레이션 하는 다양 한 절차에서 개발 되었습니다. 심근에 대 한 효소, 유전자, 및 더 효과 심장 마비 모델7조사 될 수 있다. 또한, DHCA 모델은 흉부 대동맥 수술 후 불리 한 대뇌 결과와 관련 된 메커니즘을 공개 하 고 조사 잠재적인 신경 전략6을 보고 하 고 있다. 전통적인 쥐 CPB 모델에 따라 이러한 모델은 밀접 하 게 심장 혈관 수술에 있는 임상 상황을 흉내 낸 CPB의 다양 한 효과 평가 하기 귀중 한.

이 모델의 생존 율은 탐정의 기술 향상에 따라 달라 집니다. 병 적 상태와 관련 된 가장 중요 한 요소는 혈관, 심장 파열, 그리고 retroperitoneum 혈 종, 일반적으로 기술적인 오류 발생의 분리 하는 동안 출혈이 있습니다. 좋은 노출, 적절 한 장력을 선박, 그리고 부드러운 cannulation 성공 위한 수술 요구 있습니다. 예약 된 혈액과 추가 솔루션을 제어 하 여 적어도 60 mmHg의 평균 혈압을 유지 하는 것은 극단적인 빈 혈 및 더 낮은 사지 결핍을 피하는 것이 중요. 소장 또는 다른 복 부 장기에 공기 색 전 증은 또한 중요 피하기 위해; 일단이 절차를 완료할 수 없습니다.

이러한 절차의 이른 연습, CPB의 완료 cannulation, 어려움 때문에 약 20%는 최대 10% 생존 4 h CPB 후. 20 모델 경험, 후 생존 율 극적으로 개선 거의 80%로 안정적인 hemodynamics 때문에 모델 준비 중.

이 모델 수립의 처음부터, CPB 회로의 총 볼륨 3 mL는 현재 하나의 보다 높은 했다. 따라서, 과도 한 콜 로이드 볼륨 CPB 동안 중요 한 빈 혈 유발 (보통 의미: 14.7%)19. CPB 회로 볼륨 및 수술 출혈 감소, CPB 동안가 극적으로 안정적인 hemodynamics 유지 허용 21.3%에 증가.

17 게이지 멀티 오리 피스 그것의 적당 한 길이 부드러움, 정 맥 벽에 밖으로 착용 하는 것을 방지 하기 때문에 오른쪽 아 트리 움, 통해 IVC에서 내부 경 정 맥 cannulation에 매우 적합 하다. 또한, 멀티 오리 피스와 충분 한 내부 직경은 충분 한 정 맥 반환 및 높은 성공률을 수 있습니다. IVC로 테를 소개 기술적으로 어려운 그것의 장 님 방식으로 인해 이며 정 맥 또는 심 방 벽을 꿰뚫기 쉽게 것 이다.

쥐의 대 퇴 동맥에 동맥 cannulation 꼬리 동맥 이나 경 동맥20에 비해 사지 허 혈 발생 해 경향이 있다. 우리의 경험에서 hemodynamics (평균 혈압 보다 60 mmHg)의 불안정, 깊은 대 퇴 동맥, 및 중요 한 빈 혈의 결 찰 심한 다리 손상을 발생할 수 있습니다. 혈압 유지, 일반적인 대 퇴 동맥의 더 높은 지역 cannulating 및 더 높은 유지은 쥐의 타고 난 부자 부수적인 관류로 인 한 사지 허 혈을 방지 하기 위해 모든 솔루션입니다.

카 테 콜 아민 및 수혈의 정확 하 게 테스트 자료 및 개입의 hemodynamic, 생 화 확 및 생리 적인 응답을 조사할 필요가 있다. Vasopressor 및 우리의 모델에 절차 동안에 수혈에 대 한 필요가 있다. 깊은 마 취 염증 성 크린 시 토 킨의 릴리스를 보완 하 고 이후에 장기 기능21일이 요. 적절 한 마 취 깊이, 삽 관 법, 대 동물 기관지의 원활 하 고 부드러운 cannulation 및 출혈 없이 혈압 모니터링을 위한 대 퇴 동맥 cannulation CPB의 개시 전에 중요 하다. CPB의 개시 전에 hemodynamic 불안정성이 있는 경우에, 성공률 현저 하 게 감소 될 것 이다. CPB, 동안 형사 요의 흐름 속도 저수지에서 볼륨을 조정 하 여 유지 되어야 합니다. CPB의 개시 후 60 분 볼륨 (1-3 mL 염 분)의 주의 추가 필요 hemodynamic 불안정성 때문에 염증 과정에 의해 합니다. 그러나, 과도 한 콜 로이드 볼륨의 추가 불안정 한 조건으로 이어질 수 있는 빈 혈을 발생 합니다. CPB 사지 또는 소장 허 혈 등 잠재적인 사망률은 의미 후 CPB, 후 CPB 회로에 피 30 분 불안정에 부드럽게 쥐를 반환 합니다.

적당 한 마 취 깊이 사망률과 질병 률 감소를이 모델에서 팁 중 하나입니다. 흡입 마 취약 깊이의 적절 한 제어 및 마 취의 기간을 제공합니다. 우리는 기도에 정을 넣어야 때 쥐 해야 합니다 깊은 마 취에 반사를 잃을 정도로. 호흡 리듬 되어야 하지만, 체포 되지. 호흡기 체포는 매우 깊은 마 취, 저 혈압, 및/또는 조직의 염증을 일으키는 임박한 죽음을 나타냅니다. 반대로, 부족 한 마 취는 동물에 더 많은 스트레스를 발생합니다. CPB, 동안 동물의 몸 움직임은 뉼의 가능한 실수로 제거 때문에 줄이기 위해 중요 하다. 심장 박동, 동맥 압력, 그리고 가슴 벽 움직임을 모니터링 하 여 isoflurane 기화 기를 제어 하는 것은 절차 동안 필요 합니다. CPB의 개시에서 isoflurane에의 혈액 농도 끝났다 볼륨에 의해 팽창에서 줄일 수 있습니다. 추가 복 pentobarbital 마 취의 안정적인 깊이 허용할 수 있습니다.

수술 후 감염 쥐에 생리 적인 매개 변수22에 수많은 변화를 발생 합니다. 긴 생존 모델 절차 동안 살 균 조건의 엄격한 유지 보수를 필요합니다. 별도 룸과 깨끗 한 무 균 절차는 바람직한 지역 작업. 외과 분야와 장치 70% 알코올 또는 사용 하기 전에 비밀이 암모늄 화합물으로 소독 되어야 한다. 아마 뉼, 솔루션, 봉합 재료 등 오염에 영향을 미치는 모든 자료는 멸 균 팩에 있어야 합니다. CPB, 동안 수술 필드 촉촉한 작은 거 즈를 덮고 오염의 잠재적인 출처에서 사이트를 방지할 수 있습니다. 상처를 닫기 전에 상처에서 혈액을 제거 하 고 살 균 물으로 rinsing 상처 감염을 피하기 위해 필요 하다. 우리의 경험에서는, 아무 상처 감염 작업 후 24 h를 발생 했습니다.

즉에이 형사 요 모델의 한계는 완전히 임상 상황을 모방 수 없습니다. 첫째, 모델 박동이 심장 체포 마음으로 임상 심장 수술에서 다른 타악기 흐름을 전시 한다. 둘째,이 모델 thoracotomy, 없이 지휘 될 수 있다 그리고이 완벽 하 게 수술 중 출혈에 이르게 중간 thoracotomy와 임상 CPB를 재현 하지 것 이다.

결론적으로,이 복구 CPB 모델 연구를의 초기-장기 CPB와 연관 된 여러 장기 손상 수 있습니다. 이 모델의 주요 장점은 수혈, vasopressors, 또는 inotropic 에이전트에 의해 가능한 편견의 감소를 포함합니다. 이 모델은 CPB 동안 다중 장기 부상을 방지 하기 위한 치료 전략 조사에 적합 합니다.

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Disclosures

모든 저자를 사용 없다 상업 지원에 관한 공개 수 있습니다.

Acknowledgments

감사는 그들의 기술 지원에 대 한 박사 토니 폭포와 박사 M. Funamoto에 확장 됩니다.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gibbon, J. H. Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery. Minn Med. 37 (3), 171-185 (1954).
  2. Apostolakis, E., Filos, K. S., Koletsis, E., Dougenis, D. Lung dysfunction following cardiopulmonary bypass. J Cardiac Surg. 25 (1), 47-55 (2010).
  3. 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).
  4. Fabre, O., et al. A recovery model of partial cardiopulmonary bypass in the rat. Perfusion. 16 (3), 215-220 (2001).
  5. Hirao, S., Masumoto, H., Minatoya, K. Rat cardiopulmonary bypass models to Investigate multi-organ injury. Clin Surg. 2, 1-6 (2017).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Liu, K., et al. Curcumin attenuates cardiopulmonary bypass-induced lung oxidative damage in rats. J Cardiovasc Pharm T. 17 (4), 395-402 (2012).
  19. 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).
  20. Zhu, X., et al. Establishment of a novel rat model without blood priming during normothermic cardiopulmonary bypass. Perfusion. 29, 63-69 (2014).
  21. Inoue, K., et al. Deep anesthesia worsens outcome of rats with inflammatory responses. Inflamm Res. 65 (7), 563-571 (2016).
  22. 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).

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면역학 그리고 감염 문제 133 심폐 바이패스 심장 수술 염증 생존 모델 폐 상해
수혈 또는 쥐 Inotropic 에이전트 없이 복구 심폐 바이패스 모델
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Hirao, S., Masumoto, H., Itonaga,More

Hirao, S., Masumoto, H., Itonaga, T., Minatoya, K. A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats. J. Vis. Exp. (133), e56986, doi:10.3791/56986 (2018).

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