Summary
Her presenterer vi en protokoll for å beskrive en gjenoppretting hjerte bypass modell uten transfusjon eller inotrope agenter i rotte. Denne modellen muliggjør studiet av den langsiktige flere organ sekvele av hjerte bypass.
Abstract
Hjerte bypass (CPB) er uunnværlig i kardiovaskulær kirurgi. Til tross for dramatiske avgrensningen av CPB teknikk og enheter, flere organ komplikasjoner relatert til langvarig CPB fortsatt kompromiss utfallet av kardiovaskulær kirurgi, og kan forverre postoperativ sykelighet og dødelighet. Dyremodeller recapitulating klinisk bruk av CPB aktivere klargjøring av patofysiologiske prosessene som oppstår under CPB og lette pre kliniske studier for å utvikle strategier for å beskytte mot disse komplikasjonene. Rotte CPB modeller er fordelaktig på grunn av deres større kostnadseffektivitet, praktisk eksperimentelle prosesser, rikelig testmetoder på den genetiske eller protein nivå og genetisk konsistens. De kan brukes for å undersøke immun system aktivisering og syntese av proinflammatory cytokiner, kompliment aktivisering og produksjon av oksygen frie radikaler. Rotte modeller har blitt raffinert og gradvis har tatt plassen til store dyr modeller. Her beskriver vi en enkel CPB modell uten transfusjon og/eller inotrope agenter i rotte. Denne utvinning modellen muliggjør studiet av den langsiktige flere organ sekvele av CPB.
Introduction
Dr. John H. Gibbon Jr gjennomført den første kirurgi bruker CPB1i 1953, og senere ble en viktig modalitet i kardiovaskulær kirurgi. Mens teknikker og enheter har vært dramatisk raffinerte, flere organ komplikasjoner relatert til CPB fortsatt kompromiss utfallet av kardiovaskulær kirurgi, og kan påvirke postoperativ sykelighet og dødelighet2. CPB-relaterte orgel skade er forårsaket av immunsystem aktivisering og syntese av proinflammatory cytokiner, kompliment aktivisering og produksjon av oksygen frie radikaler2. Dens patofysiologi, men har ikke blitt fullt belyst.
Dyremodeller recapitulating klinisk bruk av CPB aktiverer avklaring patofysiologiske prosesser under og etter CPB; Dette kan forenkle pre kliniske studier i å utvikle strategier for å unngå disse komplikasjoner. Siden Popovic et al. først rapportert en rotte CPB modell i 19673rotte CPB modeller har blitt forbedret, og har gradvis tatt plassen til store dyr modeller større kostnadseffektivitet, praktisk eksperimentelle prosesser og en mengde testmetoder i genetisk og protein nivå. I tillegg kan innavlet rotter være genetisk identisk, redusere mulig biologisk biases.
Fabre et al. først etablert en utvinning modell som tillatt studiet av den langsiktige flere organ sekvele av CPB4. Fordelene med denne enkle overlevelse modellen er fleksibilitet (CPB flyt og varighet), stabil viktig tilstand og reproduserbarhet i systemisk betennelse. Rotte CPB modeller har blitt avgjørende for etterforskningen av strategier som mål å forhindre flere orgel skade under CPB5, og ulike modeller for å simulere kliniske situasjoner under CPB nylig er utviklet. De Lange et al. utviklet en hjertestans modell, hvilke kan brukes å karakterisere enzymatisk, genetisk og histologiske svar knyttet til hjerteinfarkt skade7. Peters et al. arrangert hjerteinfarkt og kontrollert reperfusion bruker miniatyriserte CPB modell for å analysere hjertet disfunction gjennom fokal iskemi og reperfusion skade8. Jungwirth et al. først etablert en dyp hypothermic sirkulasjons arrest (DHCA)-modellen, som kan belyse globale iskemi og reperfusion skaden av DHCA og støtter potensielle neuroprotective strategier6. Studier med DHCA undersøke påvirkning av nedkjøling, reperfusion eller hemolyse-utløst signalnettverk hendelser9. Dyp nedkjøling kan påvirke aktivisering og inaktivering av ulike enzymer og stier og mekanismene forblir ukjent10. Derimot, må hjertestans modeller eller hjertet iskemi modeller brukes til å undersøke iskemi og reperfusion hjertet skade. Disse ulike rotte CPB modeller som svært recapitulate menneskelige CPB kan avsløre patologisk prosesser knyttet til CPB og redusere CPB-relaterte komplikasjoner.
Denne protokollen demonstrerer en enkel CPB modell uten transfusjon eller inotrope agenter i rotte. Denne modellen muliggjør studiet av langsiktig flere organ sekvele av CPB.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Før eksperimentet, bør alle rotter gis en uke å acclimate. Alle kirurgiske prosedyrer på dyr skal utføres i samsvar med veiledningen for omsorg og bruk av forsøksdyr (www.nap.edu/catalog/5140.html) eller andre aktuelle etiske retningslinjer. Protokoller skal godkjennes av dyr velferd på aktuelle institusjonen før du fortsetter. Alle påfølgende prosedyrer må utføres under aseptiske forhold.
1. klargjør CPB krets
Merk: Bruk personlig verneutstyr hansker, briller, og en ren frakk eller disponibel kappe.
- Oppsett av CPB krets
- Koble polyvinylklorid rør med en venøs reservoaret, forhåndsdefinerte CPB krets, og en modifisert neonatal membran oxygenator som vist i figur 1. Kontroller alle tilkoblinger er stramt og ikke lekker vann.
- Angi en CPB krets Rull pumpe enheten i henhold til produsentens protokoller.
- Holde Berg-pumpe på en høydejustering tabell og justere tabellens høyde 10 cm under eksperimentelle pulten.
- Fylling av CPB krets
- Mix 12 mL hydroxyethyl stivelse løsning med 0,1 mL av heparin og 0,5 mL 7% natriumbikarbonat løsning for grunning CPB krets.
- Prime kretsen med 11 mL av grunning løsningen, med pumpe valsen varsomt roterende. Tre en 18-gauge ventilasjonsåpningene pinne i reservoaret for lufting luft.
- Hit membran oxygenator flere ganger til deair, med vippe oxygenator. Luften må være skjult helt for å unngå air embolism og utilstrekkelig oksygentilførsel. Under krets grunning, varme kretsen av en elektrisk varmelampe på reservoaret.
2. fremgangsmåte før CPB
Merk: Feltet kirurgiske og enheter bør desinfiseres 70% alkohol eller en kvartære ammonium compound før bruk.
- Anestesi og dyr innstilling
- Bedøve rotte med 3.0% isoflurane-blandet luft innånding i en vaporizer. Sette rotta på et arbeid-stativ og intubate en 16-gauge kanyle inn i luftrøret. Følg dine lokale dyr omsorg retningslinjer for analgesi dosering og frekvens (f.eks.
buprenorfin 0.005 mg/kg SC)
Merk: Rotter må være dype anestesi og miste reflekser. Åndedrett bør være rytmisk men ikke bli arrestert. - Overføre rotta til en operasjonsbordet utstyrt med en elektrisk oppvarming pad. Start den mekanisk ventilasjonen med 8 mL/kg av Tidalvolum, en respirasjonsfrekvens på 70 sykluser/min og 30% av inspirert oksygen brøkdel overvåket av oksygen sensor.
- Vedlikehold av bedøvelsen 1.5-2.0% isoflurane, og med en ekstra administrasjon av ketamin/xylazine på CPB innvielsen.
- Overvåke endetarms temperatur ved hjelp av endetarms sonden. Opprettholde normothermic kroppstemperaturen av 37 ° C ved å justere temperaturen på varme puten og plassere krets over varmelampe.
- Sette rotta inne supine posisjon og strekke fire beina ved å feste med nåler. Overvåke hjertefrekvens ved å angi ECG elektrode nålen bilaterale skulder og venstre magen. Plasser en fuktig gasbind eller ophthalmica salve gjelder øynene for å hindre tørrhet.
- Bedøve rotte med 3.0% isoflurane-blandet luft innånding i en vaporizer. Sette rotta på et arbeid-stativ og intubate en 16-gauge kanyle inn i luftrøret. Følg dine lokale dyr omsorg retningslinjer for analgesi dosering og frekvens (f.eks.
- Cannulation
- Etter desinfisering overflaten av hele kroppen av sprayingby sprøyting 70% etanol eller en antiseptisk løsning, barbere håret ved en barberhøvel på bilaterale lysken regionen og rett cervical regionen. Lokale anesthetics (for eksempel lidocaine) bør brukes før den hud snittet. Merk: som et alternativ, en kirurgisk finpuss av webområdet snitt kan brukes i stedet for hele kroppen spray med 70% etanol å unngå en nedgang i kroppstemperaturen.
- Incise huden (ca. 5 mm) på bilaterale lysken regioner og rett cervical regionen av saks og rett ut dissekere vev for å avsløre akkurat femoral hovedpulsåren. Skille arterien nøye fra vene og nerve i nærheten. Ligate på slutten av felles femoral arterien 4-0 silke og eksponering av spenning.
- Kuttet arterieveggen (ca 1 mm) av høyre arteria subclavia femoral av mikro saks i vinkelrett retning til arterien, og nøye cannulate en 24-gauge intravenøs kateter fra snittet til en dybde på 1 cm for overvåking systemisk hovedvei Trykk og analysere delvis gasstrykket i arterial blod.
- Administrere heparin natrium (500 IE/kg) fra kateter.
- Følg trinn 2.2.2 og 2.2.3 å cannulate et 24-gauge intravenøs kateter inn venstre felles femoral subclavia som en arterial tilførsel linje for CPB krets.
- En 17-måle flere orifice angiocatheter inn rett vena jugularis og gå videre til høyre atrium og mindreverdig vena cava (IVC). Ikke Skyv kateter omtrent som fartøyet kan lett brekke. Koble kateter CPB krets for venøs drenering.
- Dekk hver cannulated området med en fuktig gasbind å unngå forurensning.
3. fremgangsmåten under CPB
- Leverer 100% oksygen gass til oxygenator på 0,8 L/min under CPB og redusere pustefrekvens til 30 sykluser/min. Arterial oksygen delvis trykket kreves fra 200 til 400 mmHg.
- På begynnelsen av CPB, øke temperaturinnstillingen på heten pute til maksimum 42 ° C, for å redusere den umiddelbare dråpen kroppstemperaturen etter CPB innvielsen. Justere innstillingen temperaturen 37 ° c når kroppstemperaturen tilbake til 36 ° C.
- Nøye start CPB flyten og holde et øye med volumet av blodet i reservoaret. En tom reservoaret kan forårsake air embolism. Hvis volumet av blodet i reservoaret synker, lavere flyten ved å justere Tabellhøyden eller endre plasseringen av drenering kateter. Ikke plasser venøs drenering kateter, som lett kan forårsake perforering av høyre atrium eller arytmi re.
- Øke og holde flyten på 100 mL/kg/min, mens gjennomsnittlig blodtrykk er opprettholdt på 70 mmHg. Når riktig blodtrykket opprettholdes, er et lite volum på minst 1 mL i reservoaret akseptabelt. Hvis det er mindre enn 1 mL blod i reservoaret, kan det forårsake en air embolism i organer.
- Hvis blodtrykket er ustabil, kan du legge til 2-3 mL grunning løsningen krets (det kan forårsake anemi etter CPB).
4. prosedyren etter CPB
- Klemme venøs drenering røret og fjerne den fra krets. Tilfører gjenværende blodet i kretsen gradvis til arterien å opprettholde blodtrykket.
- Øke pustefrekvens til 70 sykluser minuttet.
- Fjern den venøse drenering kateter og den venstre arteriell kateter, så ligate fartøyet i området proksimale og distale.
- Fjern arteriell linjen fra høyre femoral subclavia 60 min etter CPB.
- Rengjør hver såret med saltvann og lukke såret med suturer.
- Avslutte anestesi og extubate intratracheal røret etter kontroll av spontan pusting av dyret.
- Administrere varmet sterilt isotonic væsker, og bruk en heten mat og elektrisk varmelampe for å holde dyrene varme. Sjekk betingelsene til dyret ofte til utvinning fra anestesi. Gi åndedretts støtte ved behov. Merk: Når Dyret begynner bevegelse, varmekilden bør fjernes fra del av byrået å tillate dyr å velge siden varme eller kalde.
- Holde dyr bortsett fra selskapet av andre dyr til åndedrett fullt gjenvinner. Ikke tilbake dyret til selskapet til full gjenoppretting.
- Sjekk mat og vann inntak etter bedøvelsen og gi riktig ernæringsmessige støtte. Administrere analgetika og se etter tegn på ubehag eller smerte.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Figur 1 viser hele CPB kretsen. Fysiologiske variablene i denne modellen er vist i figur 2, og inkluderer endetarms temperatur, mener arterielt blodtrykk og hjertefrekvens. Figur 3 viser arterial blod gass analysene under CPB, inkludert delvis presset av arterial oksygen, delvis presset av arteriell karbondioksid, hematokrit, base overflødig, serum uttrykk for kalium og potensialet av hydrogen. Hele prosedyren var hjertefrekvens og mener arteriell press stabile. Endetarms temperatur og hematokrit redusert i begynnelsen av CPB på grunn av hemodilution forårsaket av grunning volumet. Delvis presset av arterial oksygen betydelig økt under CPB på grunn av membran oksygenering. Representant hematoxylin og eosin flekker bilder av lungene er vist i Figur 4, som inkluderer bilder av gruppen CPB (Figur 4B, D) og humbug operasjonen gruppe (Figur 4A, C) og prosenter av Pão2 / FiO2 etter CPB sammenlignet med den opprinnelige planen (Figur 4E). For interstitiell ødem, inflammatorisk celle infiltrasjon og blødning, ble en betydelig forskjell observert i gruppen CPB. Figur 5 viser serum konsentrasjonen av tumor nekrose faktor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6) og høy mobilitet gruppenivåer boks 1 (HMGB1) etter CPB.
Figur 1 : The CPB krets. Hele CPB kretsen består av et reservoar (8 mL), en membran oxygenator med grunning volum 3.3 mL og en rull pumpe. Alle deler er koblet via polyvinylklorid rør, inkludert en venøs drenering linje (ytre diameter (OD), 3,3 mm; indre diameter (ID), 2 mm, ca 1.4 mL), en arteriell linje (OD, 2 mm; ID, 1,2 mm; ca 1,2 mL) og en tube feste pumpe valsen (OD, 6,6 mm; ID, 4,5; om lag 2,8 mL). Totalt grunning er 11 mL inkludert ca 3 mL i reservoaret. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2 : Fysiologiske variabler. Fysiologiske variabler under og etter CPB, inkludert (A) endetarms temperatur, (B) mener arterial blodtrykket og (C) hjertefrekvens (n = 6). Poeng og feilfelt presenteres som middelverdi og standardavvik. CPB, hjerte bypass; Pre, før CPB; CPB X, X min etter initiering av CPB; Post X, X min etter CPB. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3 : Arterial blod gass analyser. Arterial blod gass analyser under og etter CPB. (A) delvis press arterial oksygen, (B) delvis presset av arteriell karbondioksid, (C) hematokrit, (D) base overflødig, (E) serum uttrykk for kalium og (F) potensialet til hydrogen (n = 6). Poeng og feilfelt presenteres som middelverdi og standardavvik. CPB, hjerte bypass; Pre, før CPB; CPB X, X min etter initiering av CPB; Post X, X min etter CPB. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4 : Histologiske analyse for lungene. Representant hematoxylin og eosin flekker bilder for gruppen humbug operasjon (A, C) og hjerte bypass utført gruppe (B, D). 4 h etter CPB. Alvorlighetsgraden av luftveissykdom var korrelert til omfanget av patologisk funn i ødem og blødning. Skala barer; 50 µm (a, B), 1 mm (C, D). (E) forholdet mellom Pão2/FiO2 etter CPB sammenlignet med den opprinnelige planen i humbug gruppen og kontrollgruppen (n = 6 i hver gruppe). Poeng og feilfelt presenteres som middelverdi og standardavvik. p < 0,01 vs humbug gruppe. CPB, hjerte bypass; Pão2, delvis presset av arterial oksygen; FiO2, brøkdel av inspirert oksygen; Post X, X min etter CPB. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5 : Evaluering av inflammatoriske svar i serum. Serum konsentrasjonen av (A) tumor nekrose faktor-α (TNF-α), (B) interleukin-6 (IL-6) og (C) høy mobilitet gruppenivåer boks 1 (HMGB1) etter CPB. n = 5 for hver gruppe: humbug og CPB gruppe, rotter gjennomgår CPB. Poeng og feilfelt presenteres som middelverdi og standardavvik. p < 0,05, †p < 0,001 vs humbug gruppe. CPB, hjerte bypass; Post X, X min etter CPB. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I denne rat CPB modellen, serum og lunge uttrykk nivåer av inflammatoriske cytokiner og HMGB-1, en nøkkel transkripsjon faktor regulere de inflammatoriske reaksjonene, dramatisk økt etter CPB. Tidligere kliniske studier viste at serum utskillelsen av HMGB-1-nivået er opphøyet i pasienter som gjennomgår kardiovaskulær kirurgi11, og topp serum HMGB-1 nivået under CPB var assosiert med mer alvorlig systemisk inflammatorisk respons syndrom og lunge oksygenering verdifall etter CPB12. Dessuten er serum HMGB-1-nivået en uavhengig biomarkør å forutsi intensivavdelingen dødelighet hos pasienter med alvorlig lungebetennelse og akutt respiratory distress syndrom (ARDS)13. Alvorlig CPB-relaterte ARDS knyttet inflammatoriske cytokiner og HMGB-1 aktivisering simuleres vellykket av denne rotte CPB modell.
Tallrike studier på CPB-relaterte systemisk betennelse er gjennomført i rotte modeller på grunn av nytten for å undersøke systemisk inflammatorisk svarene, inkludert proinflammatory cytokin uttrykk14, kjernefysiske kappa B aktivisering15, nøytrofile aktivering av vedheft molekyler16, og matrise metalloproteinase-9 aktiviteter17. Oksidativt stress som aktivering av HO-1 protein under CPB har også blitt undersøkt ved hjelp av rotte CPB modeller18.
Rotte CPB modellen har nylig blitt utviklet ulike prosedyrer for å simulere kliniske situasjoner av komplikasjoner fra CPB. Enzymatisk, genetisk og histologic effektene for myokard kan undersøkes av en hjertestans modell7. Dessuten er en DHCA modell rapportert å avsløre mekanismene som er forbundet med ugunstige cerebral resultatet etter thoracic aorta kirurgi, og undersøke mulige neuroprotective strategier6. Disse modellene, basert på konvensjonelle rotte CPB modellen, er verdifullt å vurdere de ulike effektene av CPB, tett etterligne kliniske situasjoner i kardiovaskulær kirurgi.
Overlevelse av denne modellen er avhengig av den investigator tekniske forbedringer. Mest kritiske forhold knyttet til sykelighet blør under separasjon av fartøy og kardiale brudd retroperitoneum hematom, som vanligvis oppstår fra teknisk svikt. God eksponering, riktig spenning til fartøy og milde cannulation er kirurgisk krav til suksess. Holde mener blodtrykk for minst 60 mmHg ved å kontrollere reservert blod og ekstra løsning er viktig for å unngå ekstreme anemi og lavere lem mangel. Air embolism tarmen og/eller andre abdominal organer er også viktig å unngå; Når dette skjer, kan du ikke fullføre prosedyren.
I tidlig praksis av disse prosedyren fullføringen av CPB er omtrent 20% på grunn av vanskelighetene med cannulation, og opptil 10% overlevelse 4T etter CPB. Etter erfaring med 20 modeller, overlevelse forbedret nesten 80% på grunn av den stabile hemodynamics under modell forberedelse.
I begynnelsen av å etablere denne modellen, var totale volumet av CPB krets 3 mL som er høyere enn i dagens slott. Derfor overdreven kolloidalt volumet indusert kritiske anemi under CPB (mener hematokrit: 14,7%)19. Reduserer CPB krets volumet og kirurgisk blødning, økt hematokrit under CPB dramatisk til 21,3%, som tillot opprettholde stabil hemodynamics.
17-måle flere munnstykket er svært godt egnet for cannulation fra vena jugularis til IVC gjennom høyre atrium, på grunn av dens passende lengde og mykhet, som hindrer bruk av venøs veggen. Videre kan flere orifice og tilstrekkelig indre diameter tilstrekkelig venøs retur og høy suksessrate. Innføre kateter inn IVC er teknisk vanskelig på grunn av sin blinde måte og ville lett autoperforering venøs eller atrial veggen.
Arterial cannulation for arteria femoral rotter tendens til å forårsake lem iskemi sammenlignet med halen arterien eller arteria carotis20. I vår erfaring, kan ustabilitet av hemodynamics (mener BP mindre enn 60 mmHg), ligation av dyp femoral arterien og kritisk anemi forårsake alvorlig etappe skade. Vedlikehold blodtrykk, cannulating et høyere område av felles femoral arterien og holde en høyere hematokrit er alle løsningene for å forhindre lem iskemi skyldes den medfødte rik sikkerhetsstillelse perfusjonen av rotter.
Unngå katekolaminer og blodoverføring er nødvendig å undersøke nøyaktig hemodynamic, biokjemiske og/eller fysiologiske svar av materialer og intervensjoner. Det er ikke behov for vasopressor og transfusjon hele under prosedyren i modellen. Dyp anestesi forsterker utgivelsen av inflammatoriske cytokiner og senere forverres organ funksjon21. Aktuelle anestesi dybde, glatt og skånsom cannulation av dyr trachea for intubasjon og femoral arterien cannulation for blodtrykket overvåking uten blødning er viktig før innvielsen av CPB. Hvis det er hemodynamic ustabilitet før start av CPB, suksessrate, bemerkelsesverdig reduseres. Under CPB, må inntakets CPB opprettholdes ved å justere volumet i reservoaret. 60 minutter etter initiering av CPB kreves forsiktig tillegg av volum (1-3 mL saltvann) på grunn av hemodynamic ustabilitet av inflammatoriske prosesser. Men forårsaker tillegg av overdreven kolloidalt volum anemi som kan føre til ustabile forhold. Etter CPB, skal blodet i CPB kretsen returneres til rotta mildt inne 30 min. ustabilitet etter CPB betyr at det er potensielle sykelighet som iskemi i lemmer eller tarmen.
Egnet anestesi dybden er en av tipsene i denne modellen å redusere dødelighet og sykelighet. Innånding bedøvelse gir tilstrekkelig kontroll av dybde og varigheten av anestesi. Når vi intubate en kanyle til luftrøret, må rotter være dype anestesi nok til å miste reflekser. Åndedrett bør være rytmisk men ikke bli arrestert. Respirasjonsstans angir svært dypt anestesi, hypotensjon eller snarlige død, som forårsaker systemisk betennelse. Contrarily, forårsaker utilstrekkelig anestesi mer stress til dyret. Under CPB er kroppens bevegelser av dyret avgjørende for å redusere på grunn av mulig ved fjerning av cannulas. Kontrollere isoflurane vaporizer ved å overvåke hjertefrekvens, arterieblodtrykk og brystet veggen bevegelsen er nødvendig under prosedyren. Ved initiering av CPB, kan blod konsentrasjonen av isoflurane redusere fra dilatasjon etter primet volum. Ytterligere intraperitoneal pentobarbital kan stabil dybde av anestesi.
Postoperativ infeksjoner i rotter vil forårsake mange endringer i fysiologiske parametere22. En lang overlevelse modellen krever strenge vedlikehold av sterile forhold under prosedyren. Et eget rom og en ren arbeidsområde for aseptiske prosedyrer er ønskelig. Kirurgiske feltet og enheter bør desinfiseres 70% alkohol eller en kvartære ammonium compound før bruk. Hvert materiale som sannsynlig påvirker forurensning, som cannulas, løsninger og Sutur materialer, må være i et sterilt pack. Under CPB hindrer dekker kirurgiske feltet med fuktig liten gasbind nettstedene fra potensielle kilder til forurensning. Før du lukker sår, er fjerne blod fra såret og skylle den med sterilt vann nødvendig for å unngå sår infeksjon. I vår erfaring oppstod ingen sår infeksjon 24 timer etter operasjonen.
Det er begrensninger på denne CPB modellen i det er ikke helt etterligne kliniske situasjoner. Først utstillinger denne hjerte slo modell pulsatile flyt som er forskjellig fra kliniske kirurgi med arrestert hjerte. Dernest, denne modellen kan gjennomføres uten thoracotomy, og dette ville ikke fullt reprodusere klinisk CPB med median thoracotomy, som fører til massiv blødninger under den kirurgiske prosedyren.
Avslutningsvis lar denne utvinning CPB modellen studier av tidlig - og langsiktige flere organskade tilknyttet CPB. Store fordeler av denne modellen inkluderer reduksjon av mulig biases av blodoverføringer, vasopressorer eller inotrope midler. Denne modellen er egnet til å undersøke strategier å forebygge multi orgel skade under CPB.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle forfattere ikke avsløre om kommersiell support.
Acknowledgments
Takknemlighet er utvidet til Dr. T. Taki og Dr. M. Funamoto deres kundestøtte.
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).
