Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Модель крупного животного для острого повреждения почек путем временной двусторонней окклюзии почечной артерии

Published: February 2, 2021 doi: 10.3791/62230

Summary

В данном исследовании представлена высоковоспроизводимая крупная животная модель почечной ишемии-реперфузионного повреждения у свиней с использованием временной чрескожной двусторонней баллонно-катетерной окклюзии почечных артерий в течение 60 мин и реперфузии в течение 24 ч.

Abstract

Острое повреждение почек (ОПН) связано с более высоким риском заболеваемости и смертности после операции. Ишемия-реперфузионный травма (ИРИ) является наиболее распространенной причиной ОКИ. Чтобы имитировать этот клинический сценарий, это исследование представляет высоковоспроизводимую модель почечного ИРИ у свиней на больших животных с использованием временной чрескожной двусторонней баллонно-катетерной окклюзии почечных артерий. Почечные артерии закупоривают в течение 60 мин путем введения баллонных катетеров через бедренную и сонную артерии и продвижения их в проксимальную часть артерий. Йодированный контраст вводится в аорту для оценки любого помутнения почечных сосудов и подтверждения успеха окклюзии артерии. Это дополнительно подтверждается сглаждение формы импульсного сигнала на кончике баллонных катетеров. Баллоны сдувают и удаляют через 60 мин двусторонней окклюзии почечной артерии, а животным дают восстановиться в течение 24 ч. В конце исследования значительно повышается креатинин плазмы и азот мочевины крови, при этом сКФ и диуреза значительно снижаются. Потребность в йодированном контрасте минимальна и не влияет на функцию почек. Двусторонняя окклюзия почечной артерии лучше имитирует клинический сценарий периоперационной почечной гипоперфузии, а чрескожный подход минимизирует влияние воспалительной реакции и риск заражения, наблюдаемый при открытом подходе, таком как лапаротомия. Способность создавать и воспроизводить эту клинически релевантную модель свиней облегчает клинический перевод на людей.

Introduction

Острое повреждение почек (ОПН) является часто диагностируемым состоянием среди хирургических пациентов, связанным со значительной заболеваемостью и смертностью1,2. Имеющиеся данные показывают, что ОКИ может поражать даже половину всех госпитализированных пациентов во всем мире и приводит к 50% смертности у пациентов в отделении интенсивнойтерапии 1,3. Несмотря на высокую распространенность, текущая терапия ОКИ по-прежнему ограничена профилактическими стратегиями, такими как управление жидкостью и диализ. Поэтому существует постоянный интерес к изучению альтернативных методов лечения ОКИ4,5,6.

ОПН обычно классифицируется на преретинальный, внутренний и пост-почечный на основе его этиологии4,5,6. Большинство хирургических пациентов с ОКИ связаны с препочечниками из-за гиповолемии, что приводит к ишемии-реперфузионного повреждения (ИРИ) почек2. Клинически диуреза уменьшается, а уровень креатинина увеличивается из-за снижения функции почек. Почка является органом с высокой скоростью метаболизма и восприимчива к ишемии. Высоковоспроизводимая модель почечной ИРИ на крупных животных необходима для получения лучшего представления о патофизиологии ОПН и ее потенциальных терапевтических подходах5.

Для имитации клинического сценария периоперфузии почек периоперативно считается подходящей модель двусторонней окклюзии почечной артерии. Ранее описанные модели, влекущие за собой одностороннюю окклюзию почечной артерии с резекцией контралатеральной почки или без нее, не обеспечивают достаточной клинической применимости7,8. Хотя этих моделей достаточно для возникновения ОКИ, они не похожи на реальные клинические сценарии ни с точки зрения типа, ни продолжительности травмы.

Целью данной работы является представление свиной модели чрескожной двусторонней временной окклюзии почечных артерий баллонно-катетерной окклюзией при ангиографии. Двусторонняя окклюзия почечной артерии имитирует клинический сценарий почечной гипоперфузии с последующим удалением баллона для реперфузии9,10. Описаны технические этапы, включая катетеризацию, катетерное руководство, ангиографию и гемодинамический мониторинг. Этот метод не только позволяет осуществлять строго контролируемую и воспроизводимую окклюзию почечных артерий, но и чрескожный подход минимизирует влияние воспалительной реакции, ограничивая количество оскорблений для организма по сравнению с открытым подходом.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все исследования in vivo были проведены в соответствии с руководящими принципами Национального института здравоохранения по уходу за животными и их использованию и были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию Бостонской детской больницы (Протокол 18-06-3715). Все животные получали гуманую заботу в соответствии с Руководством по уходу за лабораторными животными и их использованию. На рисунке 1 показана временная шкала, включая анестезию, хирургическую подготовку и временные точки для измерения первичных результатов этого исследования.

1. Индукция, анестезия и интубация

  1. Для предотвращения ненужного стресса и дискомфорта успокойте свиней внутримышечной инъекцией смеси тилитамина/золазепама 4-6 мг/кг и ксилазина 1,1-2,2 мг/кг, а также изофлурана 3% с помощью маски для лица.
  2. Каннулировать ушную вену для получения венозного доступа с помощью канюли 20 г внутривенно после дезинфекции области 95% этанолом. Начинают поддерживающую инфузию (0,9% NaCl при 5 мл/кг/ч).
  3. Интубировать свинью эндотрахеальной трубкой (размер 7 для свиней весом 40-50 кг) после подтверждения адекватности анестезии. Выполняют баллон-вентиляцию с частотой 12 вдохов/мин и транспортируют свинью в операционную.
  4. Поместите животное на операционный стол в лежачем положении. Немедленно запустите механическую вентиляцию с положительным давлением с FiO2 0,50, приливным объемом 10 мл / кг и частотой 12 вдохов / мин при непрерывной капнографии.
  5. Поместите пульсоксиметр на ухо или нижнюю губу для непрерывного мониторинга.
  6. Поддерживайте нормотермию (37 °C) с помощью воздушной нагретой подушки.
  7. Для поддержания общей анестезии сохраняют введение изофлурана на уровне 0,5-4% через эндотрахеальную трубку. На протяжении всей процедуры непрерывно контролируйте ЭКГ, артериальное давление, температуру и капнографию для измерения глубины анестезии.
  8. Вставьте катетер Фолея, чтобы проверить состояние жидкости животного и контролировать выход мочи, собирая мочу в дренажный мешок.
    ПРИМЕЧАНИЕ:Самки свиней предпочтительнее самцов из-за анатомических особенностей их уретры, что позволяет легче катетеризацию.

2. Хирургическая подготовка и сосудистый доступ

  1. Задрапировщик животного стерильным способом.
  2. Дезинфицируйте правую боковую область шеи, применяя бетадин, а затем 95% этанол в течение 3 раз.
  3. Выполняют разрезание для катетеризации правой сонной артерии и правой яремной веной. Втягивайте грудино-клитоплоидную мышцу латерально и рассекают ее вниз до правой сонной артерии и правой яремной вены.
  4. Вставьте 5F ангиографическую оболочку как в артерию, так и в вену. Закрепите его шелковым швом 2-0.
  5. Вставьте оболочку ангиографии 5F по методике Зельдингера в левую бедренную артерию.
    1. Для выполнения техники Селдингера проколоть бедренную артерию используют полую иглу. Вставьте мягкий наконечник направляющей проволоки через просвет и продвините его в бедренную артерию.
    2. Держите направляющую рукой зажатой рукой, снимая иглу. Пропустите ангиографическую оболочку через направляющую проволоку в бедренную артерию и выньте направляющую проволоку. При необходимости используйте ультразвуковое руководство.

3. Индукция почечной ишемии-реперфузионного повреждения

  1. Вводят 200 МЕ/кг гепарина натрия внутривенно для достижения системной антикоагуляции (целевое время свертывания крови (ACT) > 300 с).
  2. Выполните ангиографию путем введения йодированного контрастного вещества под рентгеноскопией для выявления почечных артерий.
    ПРИМЕЧАНИЕ:Чтобы снизить риск контрастно-индуцированной нефротоксичности, разбавьте йодированное контрастное вещество в растворе 1:1 с нормальным физиологическим раствором. Сравняйте дозировку для всех животных, чтобы обеспечить эквивалентное дозирование.
  3. Определите почечные артерии, вручную выдвините направляющую проволоку в направляющий катетер.
  4. Расположите направляющий катетер 5F JL4 в левой почечной артерии через правую сонную артерию(рисунок 1A).
  5. Расположите второй направляющий катетер 5F JL4 в правой почечной артерии через левую бедренную артерию(рисунок 1А).
  6. Используйте направляющие провода для направления чрескожного транслюминальной ангиопластики (ПТА) дилатационного катетера 5F в каждую почечную артерию.
    ПРИМЕЧАНИЕ:Предпочтительно располагать баллон на проксимальной почечной артерии таким образом, чтобы после раздувания баллона не оставалось никаких ветвей или коллатерали почечной артерии.
  7. Поместите каждый баллонный катетер на место и подключите напорную линию к каждому катетеру.
  8. Проверьте наличие сигналов артериального пульса в мониторе давления, чтобы обеспечить правильное позиционирование катетера.
  9. Надувайте каждый воздушный шар и стремитесь к давлению примерно 2,5 атм внутри воздушногошара (рисунок 1B).
  10. Для подтверждения прекращения притока крови к почкам наблюдают уплощение пульсовой формы на кончике баллонного катетера.
  11. Вводят йодированное контрастное вещество (разведение 1:1) и проверяют на помутнение почечных сосудов.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Также возможно заполнение баллона йодированным контрастным веществом для визуализации надутого баллона. Однако этот метод не так чувствителен, как уплощение пульсовой волны для подтверждения окклюзии почечных артерий.
  12. После 60 мин окклюзии осторожно сдуть и удалить баллонные катетеры из почечных артерий.
  13. Выполнить ангиографию (с использованием разбавленного контрастного вещества 1:1) для подтверждения проходимости почечной артерии и установления реперфузии почек(рисунок 1С).
  14. Удалите оболочку ангиографии 5F из левой бедренной артерии.
  15. Применяют твердое давление в месте катетеризации в течение 30 мин.
  16. Обратить вспять эффект гепарина путем введения протамина (3 мг/кг) до нормализации ACT.
  17. Для отбора проб мочи в послеоперационный период прикрепите трубку к катетеру Фоли шелковым швом 2-0 с помощью прерванного шва на коже.
  18. Оставьте ангиографические оболочки в правой сонной артерии и правой яремной вене на месте и закрепите их шелковым швом 2-0, используя прерванный стежок, чтобы обеспечить забор крови на протяжении всего исследования.
  19. Закройте разрез шеи шелковым швом 2-0 с помощью непрерывного шва в 2 слоя.
  20. Вводите бупивакаин (3 мг/кг) в месте разреза, чтобы свести к минимуму боль.
  21. Продолжайте гидратировать животное с 0,9% NaCl при 5 мл / кг / ч в общей сложности 2 ч после окончания ишемии.
  22. Поместите фентаниловый пластырь (25-50 мкг/ч) на спину животного, чтобы свести к минимуму послеоперационную боль.
  23. Ввести внутримышечную инъекцию бупренорфина (0,005-0,1 мг/кг) для минимизации послеоперационной боли.
  24. Следите за животным и поддерживайте его на механической вентиляции до пробуждения.

4. Восстановление животных

  1. После пробуждения разместяют животное в помещении с контролируемой температурой.
  2. Продолжайте поворачивать животное с одной боковой стороны на другую, пока оно не придет в полное сознание и способность к амбулированию.
  3. Обеспечьте водой и пищей ad libitum.

5. Функциональная оценка

  1. Соберите образцы крови и мочи в соответствии с желаемым протоколом.
    ПРИМЕЧАНИЕ:В этом исследовании были обозначены следующие временные точки: исходный уровень (1 ч после начала протокола гидратации и до окклюзии почечных артерий), конец ишемии и реперфузия (2 ч, 6 ч, 24 ч).
  2. Соберите образцы артериальной и венозной крови. Храните их в литий-гепариновом или вакутайнах с эдтаиновым покрытием для последующего анализа.
    ПРИМЕЧАНИЕ:Забор крови непосредственно из катетеров в сонной артерии и яремной вене.
  3. Соберите образцы мочи из катетера Фоли и храните их в пробирках по 15 мл для анализа.
    ПРИМЕЧАНИЕ:Соберите мочу из дренажного мешка, подключенного к катетеру Фоли.
  4. Для определения диуреза опорожняют дренажный мешок и собирают мочу в течение 1 ч.
    ПРИМЕЧАНИЕ:В течение 6-часовой точки, в которой дренажный мешок не подключен к катетеру Фолея, закройте трубку, подключенную к катетеру Фоли, на 30 минут, а затем соберите мочу с помощью шприца 60 мл для определения диуреза.

6. Эвтаназия

  1. После окончания периода реперфузии выполните анестезию и контролируйте, как описано выше.
  2. Продолжайте гидратацию с 0,9% NaCl при 5 мл/кг/ч.
  3. Используйте артериальные и венозные катетеры для забора крови и катетер Фолея для определения диуреза. Соберите окончательные образцы крови и мочи и рассчитайте выход мочи.
  4. Выполните 15-сантиметровый разрез лапаротомии средней линии с использованием лезвия размером 10 от кифоидного до среднего таза.
  5. Используйте прямой боковой втягиватель для втягивки кожи живота.
  6. Рассеките боковые перитонеальные прикрепления брюшной стенки, чтобы обнажить правое и левое забрюшинное.
  7. Выявляют и тупо рассеклают как почечные артерии, так и вены.
  8. Обжигайте как почечные артерии, так и вены шелковым швом 2-0 и выполняйте двустороннюю нефрэктомию для сбора образцов целых тканей для гистологического и метаболического анализа.
  9. Усыпить животное предпочтительным методом эвтаназии (например, экссангинация, пентобарбитал)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Функциональный анализ
Репрезентативные результаты этого исследования получены от 6 животных, и показанные данные являются средними ± стандартной погрешности среднего значения. Функция почек оценивается путем определения диуреза, оценки скорости клубочковой фильтрации (eGFR), креатина плазмы и азота мочевины крови (BUN). Биомаркеры функции почек оценивают с помощью портативного химического анализатора. сКФ рассчитывается по следующей формуле: сКФ =1,879 × BW1,092/PCr0,6 (BW: масса тела в кг; PCr:креатинин плазмы вмг/дл) 10,11.

После 60 мин двусторонней окклюзии почечной артерии диурез достоверно снизился с 3,6 мл/кг/ч ± 0,5 мл/кг/ч до 0,2 мл/кг/ч ± 0,1 мл/кг/ч (p < 0,01). Это снижение оставалось значительным в 6 ч (1,2 мл/кг/ч ± 0,1 мл/кг/ч; p = 0,02 по сравнению с исходным уровнем) и 24 ч (1,3 мл/кг/ч ± 0,4 мл/кг/ч; p = 0,02 по сравнению с исходным уровнем) после реперфузии. Аналогичным образом, значительное снижение наблюдалось в сКФ, которая снизилась с 2,5 мл/кг/ч ± 0,1 мл/кг/ч на исходном уровне до 1,7 мл/кг/ч ± 0,1 мл/кг/ч (p < 0,001) в конце ишемии и до 1,5 мл/кг/ч ± 0,1 мл/кг/ч (p < 0,001), 1,2 мл/кг/ч ± 0,1 мл/кг/ч (p < 0,001) и 0,9 мл/кг/ч ± 0,1 мл/кг/ч (p < 0,001) через 2 ч, 6 ч и 24 ч реперфузии(рисунок 2А-В).

Креатинин плазмы достоверно повышался через 2 ч (2,7 мг/дл ± 0,2 мг/дл; p < 0,01), 6 ч (3,7 мг/дл ± 0,3 мг/дл; p < 0,001) и 24 ч (5,6 мг/дл ± 0,7 мг/дл; p < 0,001) реперфузии по сравнению с исходным уровнем (1,1 мг/дл ± 0,1 мг/дл). BUN составлял 6,5 мг/дл ± 0,8 мг/дл на исходном уровне и увеличивался до 17,8 мг/дл ± 3,3 мг/дл (p < 0,001) и 36,2 мг/дл ± 2,9 мг/дл (p < 0,001) через 6 ч и 24 ч реперфузии соответственно(рисунок 2C-D).

Грубая анатомия и гистология
Были очевидны некротические и геморрагические участки, которые были неравномерно распределены в обеих почках в конце 60 мин двусторонней почечной ишемии и 24 ч реперфузии(рисунок 3А). Трихромное окрашивание Массона выявило слитый коагуляционный некроз, который располагался в проксимальных канальцах почечной коры. (Рисунок 3B). Пластмассовые встроенные срезы (1 мкм) также были оценены, поскольку они предоставляют значительные детали гистологии(рисунок 3C). Все трихромные слайды Массона были оценены на некроз клеток, потерю границы кисти, образование гипса и дилатацию канальцев. Затем была реализована полукомитная система подсчета баллов для острого канальцевого некроза (АТН) следующим образом: 0, если таковой отсутствует; 1, если менее 10%; 2, если между 11%-25%; 3, если между 26%- 45%; 4, если между 46%-75%; и 5, если они превышают 76%. Оценка ATN показала значительную травму коры почек (4,5 ± 0,3) и значительную травму в продолговатом мозге (оценка 2,7 ± 0,4).

Figure 1
Рисунок 1. Описание экспериментальной модели. (A) Самок йоркширских свиней (40-60 кг) успокаивали и интубировали. Левая бедренная артерия и правая сонная артерия были катетеризированы с помощью ангиографической оболочки 5F. Также были установлены правые яремные венозные линии и мочевой катетер Фоли. Селективная катетеризация почечных артерий проводилась с использованием многоцелевого направляющего катетера 5F. (B) Окклюзию почечных артерий проводили с использованием чрескожного транслюминальной ангиопластики (ПТА) дилатационного катетера 5F, раздутого в проксимальной части почечной артерии, полностью заслоняя приток крови к почкам в течение 60 мин. Подтверждение окклюзии было получено путем введения йодированного контрастного вещества в аорту и путем проверки на любое помутнение сосудов почек. (C) После 60 минут окклюзии баллоны сдувались и тщательно снимались. Ангиография проводилась для подтверждения проходимости почечной артерии и установления почечной реперфузии. Затем животным разрешалось повторно реперфировать почки в физиологических условиях в течение следующих 24 ч, а затем усыпали. Образцы крови и мочи были собраны непосредственно до и после двусторонней почечной ишемии, через 2, 6 и 24 ч после окклюзии (временные точки, указанные треугольниками). Эта цифра была изменена по сравнению с Doulamis et al11. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 2
Рисунок 2. Функция почек до и после почечной ишемии-реперфузионной травмы. а) диуреза; (B) Расчетная скорость клубочковой фильтрации (eGFR); (C) Креатинин плазмы и (D) Азот мочевины крови (BUN). Все результаты отображаются как среднее и стандартное отклонение для каждой точки времени. Значительное снижение может быть замечено в выходе мочи и сКФ после ишемии-реперфузионного повреждения. Соответственно, отмечается значительное повышение креатинина плазмы и BUN. Данные были проанализированы с помощью двухсторонних повторных мер ANOVA с коэффициентом ложного обнаружения Бенджамини и Хохберга (n = 6). *p < 0,05 по сравнению с базовым уровнем; **p < 0,01 против базового уровня; p < 0,001 по сравнению с базовым уровнем. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 3
Рисунок 3. Грубая анатомия почек и повреждение почечной ткани через 24 часа реперфузии после почечной ишемии-реперфузионного повреждения. (A) Грубая анатомия левой почки, показывающая бледные участки, указывающие на инфаркт и красные геморрагические участки после 60 мин двусторонней окклюзии почечной артерии и 24 ч реперфузии. (B) Почечная кора транспортного средства показывает обширный коагуляционный некроз преимущественно проксимальных канальцев после 60 мин ишемии и 24 ч реперфузии (трихром Массона, оригинальное увеличение 20x). (C) Эти 1 мкм пластиковые (аральдит-эпон) встроенные участки более подробно демонстрируют слияние трубчатого некроза, состоящего главным образом из матрицы с набуханием и дегенеративными изменениями органелл (толуидиновый синий, оригинальное увеличение 40x). Шкала бара = 200 мкм. Эта цифра была изменена по сравнению с Doulamis et al11. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ОКИ является распространенным клиническим расстройством, затрагивающим до 50% госпитализированных взрослых пациентов во всем мире6,12. Клинически релевантная животная модель необходима для дальнейшего изучения патофизиологии заболевания и потенциальных терапевтических целей. Хотя существует несколько мышиных моделей, воспроизводящих ОКИ, они не полностью имитируют свои соответствующие клинические сценарии и анатомию почки человека. В этом исследовании предлагается клинически релевантная модель свиней, позволяющая трансвести их людям13.

Здесь протокол описывает чрескожный подход, который не только клинически актуален, но и минимизирует воспалительную реакцию и риск заражения, который сопровождает открытый подход. Следует также подчеркнуть, что для всех животных следует использовать последовательный протокол гидратации для достижения оптимального гемодинамического контроля и предотвращения почечной гипоперфузии11. Это может быть легко сделано, когда животное обезболивается, но не всегда может быть точно выполнено в период восстановления, когда вода предоставляется ad libitum.

Йодированное контрастное вещество следует использовать осторожно, чтобы избежать контрастно-индуцированной нефротоксичности. Это может быть достигнуто путем разведения 1:1 или 1:2 с нормальным физиологическим раствором. В этом исследовании мы использовали дозу, которая в 10 раз ниже расчетного порога безопасности для человека (3,33 мл / кг)9,14.

Среди прочего, в исследовании используется СКФ для оценки функции почек на основе формулы, учитывая массу тела и уровни креатинина вплазме10,11. Следует отметить, что хотя применение инулина для определения СКФ было ранее задокументировано, его применение было отложено в текущем протоколе из-за тяжелой гипотензивной вазоспастической реакции после инфузии инулина. Этого можно избежать, используя стероиды или адреналин до введения инулина. Тем не менее, использование этих препаратов может быть неуместным в соответствии с каждым дизайном исследования. По этой причине была использована валидированная формула для оценки сКФ на основе креатинина плазмы и массы тела11. Альтернативным способом определения СКФ будет использование формулы: (креатинин мочи х скорость потока мочи) / (креатинин плазмы х вес почек).

Для оценки оценки ATN использование трихромового окрашивания Массона предпочтительнее обычного окрашивания гематоксилином и эозином, поскольку оно может лучше проследить повреждение тканей. Другой альтернативой может быть использование пластиковых встроенных секций, которые обеспечивают большую детализацию, поскольку они позволяют более тонкое нарезку образца11. Эта доклиническая модель ОКИ может быть использована для имитации нескольких клинических сценариев, таких как трансплантация почки, почечная гипоперфузия после кардиогенного шока (например, инфаркт миокарда, разрыв аневризмы, расслоение аорты), транскатетерные процедуры с высоким риском почечной ишемии и сердечно-сосудистые процедуры с длительным временем остановки кардиоциркуляторов.

Это исследование имеет некоторые ограничения. В исследовании использовались только самки животных. Это было сделано, чтобы уменьшить любые возможные эффекты, связанные с катетеризацией мочи, которая менее травматична у женщин, чем у мужчин. В дополнение к этому ограничению в исследовании использовались молодые, в остальном здоровые животные, тем самым устраняя смешанные переменные, которые могут быть связаны с сосуществующими заболеваниями. В заключение, текущее исследование описывает высоковоспроизводимую модель почечного ИРИ на крупных животных, которая может быть использована для снижения нагрузки ОКИ.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Acknowledgments

Мы хотели бы поблагодарить д-ра Артура Неддера за его помощь и руководство. Эта работа была поддержана премией Ричарда А. и Сьюзан Ф. Смит за инновации, Майклом Б. Кляйном и семьей, Фондом семьи Сидман, Благотворительным фондом Майкла Б. Рукина, Благотворительным исследовательским фондом Кеннета С. Гриффина и Бостонским инвестиционным советом.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.9% sodium chloride injection, usp, 100 ml viaflex plastic container Baxter 2B1302 For animal hydration
Agent contrast 100.0ml injection media btl ioversal 74% CARDINAL HEALTH 133311 For visualizing the vasculature
Bard Bardia Closed System Urinary Drainage Bag BARD Inc 802001 For urine collection
BD Vacutainer K2 EDTA BD 367841 For blood sample storage
BD Vacutainer Lithium Heparin BD 366667 For blood sample storage
Betadine Henry Schein 6906950 For skin disinfection
Bookwalker retractor Codman For skin retraction
Bupivacaine 0.25% Hospira Administer at incision site for analgesia
Buprenorphine SR Zoo Pharm 10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC
Cath angio 5.0 Fr x100.0 cm 0.038 in JR4 MERIT MEDICAL SYSTEM INC 7523-21 For identification of the renal arteries
Cuffed endotracheal tube Emdamed To establish a secure airway for the duration of the operation
EKG Medtronics- Physiocontrol LifePak 20 Oxygen saturation monitor GE Healthcare Madison WI For oxygen saturation monitoring
Encore 26 inflator BOSTON SCIENTIFIC 710113 For inflating the balloon catheters
Ethanol 95% (Ethyl alcohol) Henry Schein For skin disinfection
Fentanyl patch Mylan Dose: 25-50mcg/hr, TD
Gold silicone coated Foley TELEFLEX MEDICAL INC 180730160 For urine collection
Heparin sodium LEO Pharma A/S Dose: 200 IU/kg IV
i33 ultrasound machine Phillips Use ultrasonographic guidance for femoral catherization if necessary
Inqwire diagnostic guide wire - 0.035" (0.89 mm) - 260 cm (102") - 1.5 mm j-tip MERIT MEDICAL SYSTEM INC 6609-33 For guiding the balloon catheters to the renal arteries
Intravenous catheter, size 20 gauge Santa Cruz Biotechnology Inc SC-360097 For fluid administration
Isoflurane Patterson Veterinary Supply, Inc. 21283620 Dose: 3%, INH
Metzenbaum blunt curved 14.5 cm - 5(3/4)" Rudolf Medical RU-1311-14M For tissue dissection and cutting
Neonatal disposable transducer kit with 30ml/hr flush device and double 4-way stopcocks for continuous monitoring Argon Medical 041588505A For pressure measurement
Powerflex pro PTA dilatation catheter 6 x 20 mm - shaft length (135cm) CARDINAL HEALTH 4400602X For occlusion of the renal arteries
Pressure monitoring lines mll/mll - 12" clear, mll/mll Smiths Medical B1571/MX571 For pressure measurement
Procedure pack Molnlycke Health Care 97027809 Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc
Protamine Henry Schein 1044148 For heparin reversal
Scalpel blade - size #10 Cardinal Health (Allegiance) 32295-010 For the skin incisions
Stopcock iv 4 way lrg bore rotg male ll adptr strl Peoplesoft 1550 For connecting tubings
Straight lateral retractor Codman For skin retraction
Suture perma hnd 18in 2-0 braid silk blk CARDINAL HEALTH 1 A185H For suturing incision site and securing catheters
Syringe contrast injection 10ml fixed male luer red MERIT MEDICAL SYSTEM INC MSS111-R To administer the contrast agent
Syringe medical 60ml ll plst strl ltx free disp CARDINAL HEALTH 1 BF309653 For urine collection and flushing of the angiocath
Tilzolan (tiletamine/zolazepam) Patterson Veterinary Supply, Inc. 07-893-1467 Dose: 4-6 mg/kg, IM
Xylazine Putney, INC Dose: 1.1-2.2 mg/kg, IM

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ali Pour, P., Kenney, M. C., Kheradvar, A. Bioenergetics consequences of mitochondrial transplantation in cardiomyocytes. Journal of the American Heart Association. 9 (7), 014501 (2020).
  2. Giraud, S., Favreau, F., Chatauret, N., Thuillier, R., Maiga, S., Hauet, T. Contribution of large pig for renal ischemia-reperfusion and transplantation studies: The Preclinical Model. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 14 (2011).
  3. Amdisen, C., et al. Testing Danegaptide effects on kidney function after ischemia/reperfusion injury in a new porcine two week model. PLoS ONE. 11 (10), 1-13 (2016).
  4. Bhargava, P., Schnellmann, R. G. Mitochondrial energetics in the kidney. Nature Reviews Nephrology. 13 (10), 629-646 (2017).
  5. Bonventre, J. V., Weinberg, J. M. Recent advances in the pathophysiology of ischemic acute renal failure. Journal of the American Society of Nephrology. 14 (8), 2199-2210 (2003).
  6. Case, J., Khan, S., Khalid, R., Khan, A. Epidemiology of Acute Kidney Injury in the Intensive Care Unit. Critical Care Research and Practice. 2013, 9 (2013).
  7. Jabbari, H., et al. Mitochondrial transplantation ameliorates ischemia/reperfusion-induced kidney injury in rat. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 1866 (8), 165809 (2020).
  8. Malagrino, P. A., et al. Catheter-based induction of renal ischemia/reperfusion in swine: Description of an experimental model. Physiological Reports. 2 (9), 1-13 (2014).
  9. Freeman, R. V., et al. Nephropathy requiring dialysis after percutaneous coronary intervention and the critical role of an adjusted contrast dose. American Journal of Cardiology. 90 (10), 1068-1073 (2002).
  10. Gasthuys, E., et al. Postnatal maturation of the glomerular filtration rate in conventional growing piglets as potential juvenile animal model for preclinical pharmaceutical research. Frontiers in Pharmacology. 8 (431), 1-7 (2017).
  11. Doulamis, I. P., et al. Mitochondrial transplantation by intra-arterial injection for acute kidney injury. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 319 (3), 403-413 (2020).
  12. Rewa, O., Bagshaw, S. M. Acute kidney injury-epidemiology, outcomes and economics. Nature Reviews Nephrology. 10 (4), 193-207 (2014).
  13. Grossini, E., et al. Levosimendan Protection against Kidney Ischemia/Reperfusion Injuries in Anesthetized Pigs. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 342 (2), 376-388 (2012).
  14. Laskey, W. K., et al. Volume-to-creatinine clearance ratio. A pharmacokinetically based risk factor for prediction of early creatinine increase after percutaneous coronary intervention. Journal of the American College of Cardiology. 50 (7), 584-590 (2007).

Tags

Медицина Выпуск 168 Острое повреждение почек реперфузионная травма ишемии чрескожная двусторонняя окклюзия почечной артерии
Модель крупного животного для острого повреждения почек путем временной двусторонней окклюзии почечной артерии
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Doulamis, I. P., Guariento, A.,More

Doulamis, I. P., Guariento, A., Saeed, M. Y., Nomoto, R. S., Duignan, T., del Nido, P. J., McCully, J. D. A Large Animal Model for Acute Kidney Injury by Temporary Bilateral Renal Artery Occlusion. J. Vis. Exp. (168), e62230, doi:10.3791/62230 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter